基于时均流场的湍流边界层内壁面压力脉动功率谱计算方法研究

针对湍流边界层内壁面压力脉动功率谱的计算问题,该文结合Grasso修订的TNO-Blake解析模型、RANS(Reynolds average Navier-Stokes)时均流场解,发展一种脉动压力计算方法,近壁面附近采用RANS数值解,对于壁面附近湍流各向异性特性,流向和横向异性模型参数采用Stalnov推荐数值,法向异性模型参数采用试验参数,对某平板上一点处的压力脉动功率谱进行了计算,分析了湍流能谱模型、迁移速度等影响,并与Goody模型结果进行对比。研究表明,该文计算方法合理可行,能快速获取壁面压力脉动功率谱,可为工程装备设计的振动噪声分析提供输入。

旋成体跨音速脉动压力环境分析与预测

脉动压力是进行结构响应分析和力学环境研究的重要依据。利用平均流场的数值模拟方法与基于实验的工程预测模型相结合的技术途径,对跨音速下旋成体的表面脉动压力环境进行了分析与预测,给出了旋成体在不同攻角、不同马赫数条件下表面脉动压力系数分布以及脉动压力功率谱分布曲线,并且与实验结果作了比较分析,得出结论基本一致。

声呐导流罩边界层壁面脉动压力研究进展

舰艇中、高速航行时,声呐导流罩外边界层的壁面受脉动压力激励,引起罩壳结构振动,并向罩壳内辐射噪声。该噪声是声呐平台区自噪声的主要成分。准确描述罩壳外边界层壁面脉动压力特征,是开展声呐导流罩内场自噪声影响评价以及导流罩壳减振降噪设计的基础和依据。首先,介绍壁面脉动压力功率谱的壁压试验法、半经验模型法、数值模拟法的相关进展;针对边界层转捩区的脉动压力功率谱特征,引出缩尺模型试验研究的尺度效应问题。其次,针对壁面脉动压力的尺度效应问题,概述脉动压力功率谱尺度律及其由模型试验到实船应用的发展,并介绍与缩尺模型试验载荷相似的重要手段——人工转捩方法的研究概况。最后,对人工转捩方法在声呐导流罩边界层壁面脉动压力载荷相似性研究中的应用进行展望。

带弹弹舱三维流动数值计算研究

采用纳维-斯托克斯(Navier-Stokes)方程数值模拟了Ma=1.5速度下的弹舱空腔流动以及弹舱挂弹后的流动,得到了弹舱底部压力系数、压力脉动功率谱密度等分布图,分析了挂弹前后弹舱内部的流动特性。从计算结果可以看出,弹的存在致使舱内流动与空舱时相比变得更加复杂,表明弹对舱内流动有较大影响,且这样的影响对弹的安全分离不利。因此,在对弹舱流动进行分析时,应充分考虑弹对流动的影响。

基于实验数据的吊篮表面脉动压力分析

基于堆内构件缩比模型流致振动实验实测得到的吊篮表面脉动压力数据,分析了吊篮表面不同位置脉动压力功率谱密度的分布特征,并对脉动压力功率谱密度的相关性进行分析得到相关长度的特性。结果表明,吊篮表面的脉动压力功率谱密度随频率的增大快速减小然后趋于平缓,是一种频率成份十分丰富的宽带衰减谱,在吊篮同一高度区域的脉动压力功率谱密度基本相同,不同高度区域的脉动压力功率谱密度的能量差别较大;脉动压力功率谱密度的相关长度随频率递增而急剧减小然后趋于常值;吊篮流致振动响应对脉动压力功率谱密度的影响较小,将吊篮流致振动简化为弱耦合问题是合理的。