气动噪声计算方法及其应用 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　《气动噪声计算方法及其应用》共分6章。第1章为绪论，主要介绍气动噪声计算的国内外研究进展、主要研究内容及展望；第2章为经典的CAA离散格式，主要介绍传统的气动噪声数值离散格式、声学边界条件、人工耗散与过滤器；第3章为网格优化的迎风型色散保持气动声学格式；改进的声扰动方程及其数值验证；第4章为基于格子Boltzmann方法的气动声学计算方法，完善并研究了格子Boltzmann方法，改进了一种吸收边界条件；第5章为FW-H声比拟噪声预测的高级时间方法，主要介绍FW-H声比拟噪声预测的延迟与高级时间方法；第6章为气动噪声预测的半经验模型，主要介绍了数值预测风力机翼型、叶片气动噪声的半经验方法。

内页插图

目录

前言
第1章 绪论 1
1.1 国内外研究进展 1
1.2 本书的主要研究内容 6
1.3 展望 7
第2章 经典的CAA离散格式 8
2.1 空间离散格式 9
2.1.1 高阶显式格式及其优化 9
2.1.2 高阶紧致差分格式及优化 14
2.1.3 非均匀网格 19
2.2 时间离散格式 22
2.3 数值过滤和人工耗散 26
2.3.1 显式过滤器 27
2.3.2 隐式过滤技术 28
2.3.3 人工阻尼区域 29
2.4 声学边界条件 30
2.4.1 固体壁面边界条件 30
2.4.2 声学远场边界条件 32
第3章 网格优化的迎风型色散保持气动声学格式 37
3.1 引言 37
3.2 均匀网格上色散保持气动声学格式 38
3.3 非均匀网格上优化的迎风型DRP格式研究 39
3.3.1 网格优化系数的推导 39
3.3.2 优化参数对GOUPDRP格式的影响 44
3.3.3 数值结果与真解的比较 46
3.3.4 GOUPDRP格式在二维声学问题中的应用 47
3.4 曲线网格上优化的迎风型DRP格式 50
3.4.1 广义曲线坐标变换 50
3.4.2 优化系数的确定 51
3.4.3 曲线网格下GOUPDRP格式的应用 56
3.5 声学扰动方程 59
3.5.1 声扰动方程的改进 59
3.5.2 数值离散方法 61
3.5.3 高斯波在剪切流中传播 61
3.5.4 单极子声源在均匀流中的声辐射问题 62
3.5.5 单极子声源在剪切流中的声辐射问题 64
3.6 非均匀流对气动声传播的影响 65
3.6.1 二维高斯波问题 65
3.6.2 高斯波的壁面反射问题 70
第4章 基于格子Boltzmann方法的气动声学计算方法 73
4.1 引言 73
4.2 格子Boltzmann方法 73
4.3 粒子速度模型 74
4.4 边界条件 74
4.5 顶盖驱动方腔流动模拟 75
4.6 二维高斯波模拟及黏性对声压的影响 76
4.7 二维高斯波壁面反射 79
4.8 振荡活塞声辐射问题模拟 80
4.9 方柱涡脱落噪声模拟 82
4.9.1 吸收边界条件的改进 82
4.9.2 流场计算验证 83
4.9.3 噪声计算验证 84
第5章 FW-H声比拟噪声预测的高级时间方法 88
5.1 引言 88
5.2 FW-H声比拟方法 89
5.3 Farassat-Brentner的延迟时间方法 90
5.4 FW-H声比拟的高级时间方法 94
5.5 高级时间计算中的插值方法 95
5.6 声比拟的延迟时间与高级时间方法的比较 96
5.7 声比拟高级时间方法的应用 97
5.7.1 噪声源的计算方法 97
5.7.2 锯齿尾翼噪声实验与计算设置 98
5.7.3 流场与声场的计算与验证 99
5.7.4 LES-CAA参数化研究 102
第6章 气动噪声预测的半经验模型 110
6.1 引言 110
6.2 湍流入流噪声模型 111
6.3 湍流边界层后缘噪声 112
6.4 气流分离失速噪声 112
6.5 层流边界层涡脱落噪声 113
6.6 后缘钝性涡脱落噪声 113
6.7 叶尖涡形成噪声 113
6.8 风力机叶片噪声模拟方法 114
6.9 计算模型的验证 114
6.10 参数的影响研究 116
6.10.1 叶片翼型的选取 116
6.10.2 叶尖桨距角 117
6.10.3 旋转角速度 118
6.10.4 后缘的厚度 118
参考文献 121
附录A 129
附录B 141
附录C 144
彩图

前言/序言

　　高雷诺数流动引起的湍流噪声问题越来越受到科研人员以及飞机、导弹、风力机设计者等的重视。例如，飞机发动机、起落架、含有襟翼、缝翼的增升装置等构件，特别是在飞机起降阶段，都是飞机重要的噪声源。因此，准确地预测流动产生的噪声，正确地理解噪声产生和传播的机理，是有效控制噪声的重要前提。本书主要研究数值预测气动噪声的方法，并对提出的数值方法进行了验证。
　　全书共分6章。第1章为绪论，主要介绍气动噪声计算的国内外研究进展、主要研究内容及展望；第2章为经典的CAA离散格式，主要介绍传统的气动噪声数值离散格式、声学边界条件、人工耗散与过滤器；第3章为网格优化的迎风型色散保持气动声学格式，详细推导这种格式的系数，改进了声扰动方程，最后进行数值验证；第4章为基于格子Boltzmann方法的气动声学计算方法，完善并研究了格子Boltzmann方法，改进了一种吸收边界条件，证明了它模拟气动声传播的能力；第5章为FW-H声比拟噪声预测的高级时间方法，主要介绍了FW-H声比拟噪声预测的延迟与高级时间方法，并将高级时间方法应用于风力机翼型气动噪声的预测；第6章为气动噪声预测的半经验模型，主要介绍了数值预测风力机翼型、叶片气动噪声的半经验方法，并进行了验证。
　　本书第1、3、4、6章由司海青撰写；第2章由朱卫军撰写；第5章由司海青、朱卫军共同撰写。全书由司海青统稿。
　　本书的研究得到了国家自然科学基金（资助号：11272151、10902050、11672261）、航空科学基金（资助号：20101452017）、江苏省自然科学基金（资助号：BK2011724）、中国博士后基金（资助号：201104565、20100481138）的资助。撰写过程中参阅了许多参考文献，在此一并表示感谢。
　　由于撰写时间仓促，水平有限，不足之处恳请广大读者批评指正。
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