声学衬垫上的湍流与附加阻力
流体动力学
2023-06-28 v1
摘要
我们给出了掠过穿孔板的湍流孔隙解析直接数值模拟（DNS），该穿孔板与航空发动机上的声学衬垫极为相似。我们的 DNS 探索了包含穿孔板孔隙率、厚度及黏性尺度直径效应的大参数空间，摩擦雷诺数 -，由此得以建立估算声学衬垫所诱发附加阻力的鲁棒理论。我们发现声学衬垫可视为具有壁面法向渗透率的 porous surfaces（多孔表面），表征其附加阻力的相关长度尺度为壁面法向 Forchheimer 系数的倒数。与其他在孔隙内呈现达西速度的 porous surfaces 不同，声学衬垫孔道内的流动完全湍流，其壁面法向速度波动幅度与近壁周期中的峰值相当。我们提供了声学衬垫完全粗糙态的明确证据，压力阻力重要性上升亦佐证此点。一旦达到完全粗糙渐近态，典型声学衬垫提供的附加阻力可与沙粒粗糙度相比，其黏性尺度高度匹配板的黏性尺度 Forchheimer 渗透率倒数。
引用
@article{arxiv.2210.17354,
title = {Turbulence and added drag over acoustic liners},
author = {Haris Shahzad and Stefan Hickel and Davide Modesti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.17354},
year = {2023}
}