叶尖泄漏流中音调噪声产生及其控制的实验证据

本研究首次提供了由置于两侧板之间、带有叶尖间隙的静止翼型产生音调噪声和声学反馈的实验证据。通过使用粒子图像测速仪和远场麦克风探头之间的同步测量，将音调与气动-声学耦合联系起来。为了辅助相关性分析，通过引入表面粗糙度修改了翼型压力侧的壁面边界条件。对于没有粗糙度单元的叶尖泄漏流，远场声学频谱在声学自谱中显示出峰值。无论研究何种流速，这些峰值都存在。研究结果揭示，与叶尖间隙相关的音调在低噪声设施中可延伸至 16.5 kHz。粗糙度改变了沿翼型弦向的横向流速，在匹配的雷诺数和马赫数下影响了声学特性。粗糙度导致频谱峰值消失，并改变了翼型压力侧与吸力侧之间的速度和声压相关性模式。模态形状证实了叶尖间隙区域中存在相干结构，光滑表面在 10 kHz 附近及以上表现出受限的流动不稳定性和非偶极子噪声源。在这些高频下，声音辐射机制不能唯一地归因于类似射流的噪声源，这些声学峰值也不能唯一地归因于叶尖间隙区域的相干结构。相反，翼型两侧之间的相干性是产生噪声峰值所必需的，这强调了翼型压力侧的衍射和声学反馈的重要性。