锯齿尾缘噪声预测
流体动力学
2016-04-20 v1
摘要
本文发展了一种用于预测锯齿尾缘噪声的新解析模型。该模型将Amiet的尾缘噪声理论推广至锯齿形尾缘，得到一个非齐次偏微分方程。随后通过结合迭代过程的傅里叶展开方法对该方程进行求解。通过与有限元方法在多种锯齿构型和不同马赫数下的对比验证了该解的正确性。利用新模型获得的结果预测在尾缘上方90°处噪声降低可达10 dB，比基于Howe模型的预测更为现实，也与实验观测更为一致。本文对物理机制进行了彻底的解析和数值分析，表明锯齿引起的噪声降低主要起源于尾缘附近的干涉效应。对所提出的数学模型的仔细审视导出了两个关于尾缘锯齿有效性的判据，这些判据与Howe提出的判据一致但更为普适。虽然实验研究往往关注尾缘上方90°处的噪声降低，但新解析模型表明锯齿引起的破坏性干涉散射效应在大极角处（靠近前缘）也能产生显著的噪声降低。研究还发现，锯齿在高马赫数下可以显著改变翼型的指向性特征，甚至导致噪声增加。
引用
@article{arxiv.1508.02276,
title = {Prediction of noise from serrated trailing-edges},
author = {B. Lyu and M. Azarpeyvand and S. Sinayoko},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.02276},
year = {2016}
}