弱反应不均匀体产生的间接噪声
流体动力学
2023-06-28 v1
摘要
间接噪声是飞机发动机噪声的重要来源，在飞机发动机设计中需将其最小化。间接噪声由流动不均匀体通过喷管加速而引起。高保真模拟表明，某些流动不均匀体在离开燃烧室进入喷管时可能发生化学反应（Giusti 等人，2019）。然而，现有最先进的模型仅限于化学非反应（冻结）流动。本工作中，首先，我们提出了一个低阶模型，用于预测具有反应不均匀体的喷管流动中的间接噪声。其次，我们辨识了声的物理源，其通过两种物理机制产生间接噪声：（i）化学反应生成组分扰动，从而增添组分噪声；（ii）放热反应生成熵扰动。第三，我们在具有氢气和甲烷不均匀体的亚声速流动中，针对不同频率范围（Helmholtz 数）和反应速率（Damköhler 数）数值计算了喷管传递函数。第四，我们将模型推广至超声速流动。我们发现氢气不均匀体对间接噪声的影响大于甲烷不均匀体。Damköhler 数和 Helmholtz 数均显著影响透射波与反射波的相位和幅值，进而影响发声和热声稳定性。本工作提供了一个基于物理的低阶模型，可为预测具有多物理场流动的航空燃气涡轮中的噪声排放与不稳定性开辟新机遇。
引用
@article{arxiv.2301.13004,
title = {Indirect noise from weakly reacting inhomogeneities},
author = {Animesh Jain and Andrea Giusti and Luca Magri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.13004},
year = {2023}
}