分布式稳态热源中声传播与熵产生的理论分析
流体动力学
2022-07-21 v1
摘要
利用低频下的渐近展开(AE)，分析了具有稳态热源与平均流的管道中声学与熵波的相互作用。通过利用流不变量并采用多步策略，获得了AE解析解。所提出的解以平均流变量积分的形式对紧致模型进行了一阶修正。随后建立特征值系统以预测含分布式热源或热汇的管道的热声模态。只要满足低频条件，AE解的预测与线性化欧拉方程的频率和增长率数值结果均吻合良好。AE解能够准确重构声学与熵波，并修正紧致模型在预测熵波时的显著误差。分析表明，热声系统需要考虑声波与分布式稳态热源相互作用所产生的熵波，尤其在管道两端给定依赖密度或熵的边界条件时。此外，针对冷却情形讨论了AE方法与修正WKB近似方法的结合。AE解弥补了WKB解在低频与甚低频域的不足，并有助于对不均匀管道流场中声传播与熵产生的全频率理论分析。
引用
@article{arxiv.2207.09810,
title = {Theoretical analysis of sound propagation and entropy generation across a distributed steady heat source},
author = {Jiaqi Nan and Jingxuan Li and Aimee S. Morgans and Lizi Qin and Lijun Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.09810},
year = {2022}
}
备注
26 pages, 12 figures, to be published in the Journal of Sound and Vibration