矩形喷嘴超声速射流啸叫模式切换的分布性研究

为了研究矩形喷嘴超音速自由射流噪声的湍流噪声、啸叫以及激波相关宽频噪声这3类成分的分布特性及其各成分的切换特性,通过准阵列实验方式对宽高比为4的矩形喷嘴射流噪声进行了分析研究,并与理论结果进行了对比验证。通过改变射流下游测点的径向距离和测点与射流轴线的夹角,研究了射流下游噪声信号的模式特性。通过分析得到,射流下游噪声主体是湍流噪声,其基频不受角度变化影响,并且噪声模式切换的随机性较高。研究发现:随着径向距离的增大,湍流噪声基频在5和2.6kHz之间跳动,高频湍流噪声强度随之减弱,基频逐步稳定;随着射流上游测点角度的增大,啸叫的占优特性增强,在120°时啸叫的占优区间最长,而且在此位置的射流初始阶段出现了激波相关宽频噪声的占优区间,与理论结果进行对比,得出啸叫的第一阶主频和激波相关宽频噪声是向射流上游传播,并呈现一定的范围。此项研究可为工程中避免小尺度的结构疲劳破坏及对相关工作人员的声防护提供一定的参考依据。