旋转点声源空间声场的频域精确解

在任意运动点源声辐射频域解的基础上，推导了旋转点声源在空间任一点处的声压计算公式，该公式不需要附加条件，适合于任何近场或远场；由此讨论了简谐源作旋转运动时的声场方向性特征，研究了源频率及旋转频率等对声场声压的影响．研究表明：声场分布具有强的空间指向性；旋转频率的变化将伴随着多普勒效应的出现；源自身频率的变化将改变谐波范围．

封闭圆柱腔内旋转点声源声压的近场频域解

在圆柱腔壁面为声学硬壁面的假定下 ,利用圆柱腔体空间内的格林函数导出了圆柱腔内旋转运动点声源空间声压的近场频域解 ;进而利用该频域解计算分析了旋转简谐单极子点源的声学特性。计算分析表明 :由于考虑了壁面的影响 ,在圆柱腔体内 ,点声源旋转频率和源频率的变化将改变声压的空间指向性 ;源频率和旋转频率的增加伴随明显的多普勒效应 ,同时基频声压沿圆柱腔体轴线的分布从比较平缓变为明显波动 ;沿半径方向基频声压也波动变化。

圆管内旋转点声源声学频域分析

在任意运动点声源声辐射频域解的基础上,利用无限长圆环管道的格林函数推导了旋转点声源在圆管内空间任一点处的声压计算公式,讨论了单极子点声源作旋转运动时的声场分布规律和声场方向性特征,研究了源频率、旋转频率和流动马赫数等对声场声学结构的影响.研究结果表明:声场分布具有很强的空间指向性;源频率和旋转频率的变化将伴随着多普勒效应出现;在点源的上、下游,各频率的声压幅值基本对称;来流马赫数的大小对声场有影响,会使某些频率的声辐射出现尖锐的峰值,因此要避免点声源在某些流动马赫数下旋转.

旋转点声源声场的数值仿真计算

旋转声源辐射声场的计算是利用点源模型预测风扇离散噪声的关键所在,对叶片式机械气动噪声的研究具有重要参考价值。提供了在任意边界条件下计算旋转点声源辐射声场的数值仿真计算方法。将连续的旋转声源离散化,处理为分布于旋转轨迹上的有限个固定点声源。利用离散化处理后的声源,通过边界元法分别计算旋转单极子和旋转点力源的辐射声场。在自由空间内的计算结果与理论解进行了对比验证,得到较为理想的结果;另外进行了有限长圆管内旋转点声源辐射声场的数值计算,由此对不同长度圆管的结果进行对比,分析了管道长度对声场分布以及指向性的影响规律。

基于Matlab的旋转点声源声辐射的影响因素分析

对不同马赫数Ma,声源运动或固定,声强正弦变化频率ωs与声源圆周运动角频率ω的比值条件下的旋转点声源声辐射进行数值计算,探究影响规律.结果表明,随着Ma的增加,声压值pn在时域上出现更平坦的波谷和更尖锐的波峰;声源运动与固定相比,pn出现更平坦的波峰和更尖锐的波谷;随着ωs和ω的比值的增加,波峰数目变多,波谷数目有变多的趋势;与点声源运动轨迹面垂直且通过轨迹圆心的线上的点观测到的声压值不受Ma的影响,其峰值和变化形式不受ωs与ω的比值的影响.