具有锯齿前缘平板的阵风-翼型相互作用产生噪声的解析解
流体动力学
2018-10-17 v1
摘要
本文提出了一个解析解，用于求解背景稳态均匀流中非定常阵风与带有锯齿前缘的半无限平板相互作用所产生的声音。忽略了黏性与非线性效应。结合 Wiener-Hopf 方法、非正交坐标变换以及分离变量法以推进解析求解。解是通过展向坐标的模态展开获得的，然而对于低频和中频入射频率，仅零阶模态对远场声学有贡献，因此可以快速评估远场噪声。该解为带有锯齿前缘的平板相比带有直边前缘的平板实现降噪的潜在机制提供了见解，并预测了齿尖到齿根的锯齿高度与远场噪声降低之间的对数依赖关系。提出降噪背后的两种机制为：随着齿尖到齿根锯齿高度的增加，远场中的相消干涉增强，以及声能从低截止起始模态重新分配到更高截止模态。解析结果与实验测量结果吻合良好。随后，将结果与展向不变的线涡与带有锯齿前缘平板相互作用产生声音的数值预测进行了比较。在改变频率和齿尖到齿根比率时，解析结果与数值结果之间也表现出良好的一致性。
引用
@article{arxiv.1805.05118,
title = {An Analytic Solution for the Noise Generated by Gust-Aerofoil Interaction for Plates with Serrated Leading Edges},
author = {Lorna J Ayton and Jae Wook Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.05118},
year = {2018}
}