湍流度是表征流場(chǎng)中速度脈動(dòng)大小的物理量，來(lái)流湍流度對(duì)下游流動(dòng)有顯著影響。柱-翼模型是研究流動(dòng)干涉噪聲的經(jīng)典模型，然而不同來(lái)流湍流度對(duì)其干涉噪聲的影響規(guī)律尚不明確。
針對(duì)柱-翼模型，中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所噪聲與音頻聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室博士生黃福康與導(dǎo)師金中坤對(duì)不同來(lái)流湍流度下的干涉噪聲和流場(chǎng)特性進(jìn)行對(duì)比研究，揭示了來(lái)流湍流強(qiáng)度對(duì)干涉噪聲的影響規(guī)律。相關(guān)研究成果發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊International Journal of Aeroacoustics。
科研人員對(duì)計(jì)算域劃分高質(zhì)量結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，采用可壓縮大渦模擬和聲波傳播方程混合方法，在確定計(jì)算域入口位置與圓柱相對(duì)翼型的實(shí)際偏移后，計(jì)算不同來(lái)流湍流度下柱-翼模型的流場(chǎng)分布和輻射噪聲，并和公開(kāi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證了某一湍流度下計(jì)算結(jié)果的可靠性。通過(guò)對(duì)渦量場(chǎng)中渦結(jié)構(gòu)演化進(jìn)行分析，以及采用流場(chǎng)降階方法 (POD, Proper Orthogonal Decomposition)方法對(duì)流場(chǎng)模態(tài)分布進(jìn)行分析，探究來(lái)流湍流度對(duì)流場(chǎng)的影響，從而揭示其對(duì)輻射噪聲的作用規(guī)律。
研究結(jié)果表明：隨著來(lái)流湍流度增大，圓柱尾緣渦脫落頻率增大，但圓柱下游旋渦結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性加劇，流場(chǎng)中的大尺度渦更易破碎為小渦，前兩階POD模態(tài)能量占比降低；遠(yuǎn)場(chǎng)輻射噪聲的功率譜密度主峰頻率增大，但主峰幅值降低，總聲壓級(jí)降低。
該研究首次揭示了來(lái)流湍流度對(duì)柱-翼干涉噪聲的影響規(guī)律，可為其它流動(dòng)干涉噪聲相關(guān)的研究提供指導(dǎo)。
本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（11904385）資助。
圖1?較小與較大湍流強(qiáng)度下的展向渦量云圖（圖/中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所）
圖2?不同湍流度下流向速度的第1、2、5階POD模態(tài)云圖（圖/中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所）
關(guān)鍵詞：
大渦模擬；氣動(dòng)噪聲；湍流強(qiáng)度；圓柱-翼型干涉噪聲
參考文獻(xiàn)：
Huang F, Jin Z. Effect of incoming flow turbulence intensity on rod-airfoil aerodynamic interaction noise. International Journal of Aeroacoustics. 2025;0(0). doi:?10.1177/1475472X251326974