通过稳态涡流场的声信号数值模拟与分析

基于射线声学理论提出一种计算移动介质中声波声压幅值的方法,实现了通过移动介质的声信号数值模拟.从声能守恒定律出发,计算相邻射线组成射线管的横截面积,进而推导出声压幅值表达式.针对Burgers涡和立轴旋涡展开研究,将数值模拟结果与文献算例和实验数据分别对比,验证了本文声信号数值模拟结果的准确性.在此基础上,分析了不同涡流场和声源条件下通过涡流场的声信号幅值比和相位差的变化规律,结果表明:通过涡流场的声信号幅值与马赫数和涡核特征半径相关,根据通过涡流场的声信号相位和幅值变化可对涡流场特征参数进行估计;在满足声波波长远小于涡核半径的情况下,通过涡流场的声信号幅值和时延变化与频率无关.