波纹板声流相互作用的线性研究

文摘   2024-10-06 12:02   安徽  
  • 参考文献:D’Elia M E, Humbert T, Aurégan Y. Linear investigation of sound-flow interaction along a corrugated plate[J]. Journal of Sound and Vibration, 2022, 534: 117048.

  • 期刊等级:中科院二区

  • 第一作者单位:勒芒大学声学实验室(LAUM),法国

    讨论了小空腔波纹板在掠流作用下的气动声学特性。特别地,研究了气声相互作用的线性机制。所得的Strouhal数与最近非线性研究文献中使用的数相对应。即使在实验装置中消除了声反馈,损耗和增益频带仍然可以识别。然后,利用声波和激光多普勒测速(LDV)对四个不同频率下的声功率进行了分析,表征了构成声功率的四个分量,并确定了它们的相对重要性。最后,发现并解释了增益和损失机制背后的差异。

研究了掠流状态下波纹壁面周围的气动声场。首先,我们通过测量测试样品的散射矩阵来研究波纹板在宽频段内的行为。这可以理解波纹是如何在全局上表现的,以及与特征频率相对应的Strouhal数是否与以前的研究中获得的相似。事实上,正如文献所期望的那样,传输系数更高/更低(即“增益/损失”区域)的特征频率范围比相应的无流配置高/低已被确认。然而,与其他研究相反,在所有情况下,透射系数都低于1。这主要是因为在目前的设置中,波纹板只覆盖了波导的一面。然后,设置声源频率和流动马赫数,利用光学LDV技术研究“增益”区和“损失”区之间的四个点。充分解决了识别流体动力场和声场的主要量。特别是,相干速度结构清晰可见,其传播速度表现为频率的弱函数。同时,直接影响声功率产生/吸收的相干涡度也得到了很好的解决。然而,不可能分离出绝对声功率吸收或产生的不同区域,因为由于前缘流体动力速度的声强迫,这些区域通常以复杂的形式纠缠在一起。然而,即使在这种复杂的情况下,也有可能理解频率的变化(即速度结构之间的不同分离)或源位置的变化(即速度结构的相对空间位移)如何解释增益/损失机制。这些结果还表明,任何一种一维模型(DV/CV模型)都很难给出良好的预测。首先,源/汇的贡献在测量体积中彼此之间并不明显。此外,在一维建模中不能考虑前缘的纠缠,以及纵向科里奥利项的功率贡献。此外,水平相干速度(即(𝛺0𝑢’))对垂直科里奥利项的贡献在某种程度上是不可忽略的,通常不被考虑。

所有这些贡献在一维模型中都没有被考虑,这表明这种模型不能很好地预测声功率。因此,进一步的研究将需要考虑这些差异,以提高建模的准确性。希望对数据集的开放访问将有利于对这一范围的共同努力。

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