用于航空声学应用的超音速射流大涡模拟

当前的设计约束促进了可压缩射流周围航空声学场的研究。本工作针对主发动机火箭羽流航空声学分析的非定常湍流射流数值研究。开发了一种新颖的大涡模拟（LES）工具，以重现可压缩射流的高保真结果，可用于基于Ffowcs Williams和Hawkings方法的航空声学研究。该数值求解器是对该课题组先前开发的雷诺平均纳维-斯托克斯求解器的升级。原有框架以现代化方式重写，并添加了密集并行计算能力。LES公式采用有限差分方法写出。能量方程被仔细离散以对滤波纳维-斯托克斯公式的能量方程建模。经典的Smagorinsky模型是本研究选用的亚格子尺度封闭模型。对完全膨胀射流进行了数值模拟并与文献比较，以验证新求解器。此外，评估并讨论了代码的加速比和计算性能。流场结果用于火箭羽流辐射噪声的初步评估。