Study on Generation Mechanism of Aerodynamic Sound

气动声产生机理研究

• 批准号: 05452304
• 负责人: NAKAMURA Yoshiaki
• 金额: $ 4.48万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 1995
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05452304/
• 关键词: Aerodynamic sound; Shear flow; Vortex; Axisymmetric jet; 渦; 風洞実験; 数値シミュレーション; 流体力学; 騒音

The objective of the present study is to elucidate the mechanism of aerodynamic sound generation by experimentally examining the relation betwneen the flow field and the sound field. The sound was made to generate by inserting a flat plate into the shear layr of axisymmetric jet. The results obtained are itemized as follows ; 1.The magnitude of generated sound is not related with the magnitude of flow fluctuation, but with the averaged value of spatial velocity gradient, that is, the strength of vorticity. When this value becomcs about 0.4, a large sound is generated from inside the shear layr. 2.The spatial distribution of velocity fluctuation inside the shear layr, specifically the normal component of velocity flnctuation has some relation with generated sound. The fluctuation is distributed in order around the plate edge when a large sound is generated. 3.The low speed jet has a distinguished sound with a frequency peak, while the high speed jet has flatly distributed frequenct spectrum. In addition to these results, we had developed a new method to predict the present sound by using the boundary element method. As a result, we found that the sound source is made when a vortex ring of the shear layr passes over the plate edge.

本研究的目的是通过实验检查流场和声场之间的关系来阐明空气动力学声音产生的机制。声音是通过将平板插入轴对称射流的剪切层中来产生的。所得结果分项如下； 1、产生声音的大小与流量脉动的大小无关，而是与空间速度梯度的平均值，即涡度的强弱有关。当该值达到0.4左右时，剪切层内部会产生较大的声音。 2、剪切层内速度脉动的空间分布，特别是速度脉动的法向分量与产生的声音有一定的关系。当产生较大声音时，波动按顺序分布在板边缘周围。 3.低速喷射的声音具有明显的频率峰值，而高速喷射的频谱分布平坦。除了这些结果之外，我们还开发了一种使用边界元方法来预测当前声音的新方法。结果发现，声源是在剪切层的涡环经过板边缘时产生的。

项目成果

池田義行,川添博光,中村佳朗,楢原崇伴: "圧縮性ジェット内の平板による空力音の研究" 日本航空宇宙学会第31回中部・関西支部合同秋期大会講演集. 92-95 (1994)

Yoshiyuki Ikeda、Hiromitsu Kawazoe、Yoshiro Nakamura、Takatomo Narahara：“可压缩射流中平板产生的空气动力学声音的研究”日本航空学会中部和关西分会第 31 届秋季联合会议论文集 92。 -95 (1994)

H.Kawazoe, Y.Nakamura and Y.Ikeda: "Effects of Reynolds and Mach Numbers on Sound Generation in Jet Shear Flow with Plate Edge Inserted" Proc.of 1st Joint CEAS/AIAA Aeroacoustics Conference. I. 525-534 (1995)

H.Kawazoe、Y.Nakamura 和 Y.Ikeda：“插入板边缘的射流剪切流中雷诺数和马赫数对声音产生的影响”第一届 CEAS/AIAA 气动声学联合会议论文集。

川添博光,中村佳朗,池田義行: "空力音発生に及ぼす圧縮性ジェット内の平板の効果" 第44回応用力学連合講演会講演予稿集. 309-310 (1995)

Hiromitsu Kawazoe、Yoshiro Nakamura、Yoshiyuki Ikeda：“可压缩射流中的平板对空气动力学噪声产生的影响”第 44 届应用力学联盟会议记录 309-310 (1995)。

H.Kawazoe and Y.Nakamura: "Effect of Incompressible Jet Shear on Aerodynamic Sound Generation, Journal of Japan Aeronautics and Space Society (in Japanese)" 43,493. 75-81 (1996)

H.Kawazoe 和 Y.Nakamura：“不可压缩射流剪切对空气动力学声音产生的影响，日本航空航天学会杂志（日文）”43,493。

川添博光,中村佳朗,厚地聡: "空力音発生に関する実験的研究-自由噴流と平板エッジによる音と流れ場の計測-" 流体熱工学研究. Vol.29,No.1. 45-56 (1994)

Hiromitsu Kawazoe、Yoshiro Nakamura、Satoshi Atsuji：“空气动力学声音产生的实验研究 - 通过自由射流和平板边缘测量声音和流场”流体热工程研究，第 29 卷，第 1. 45-56 期（1994 年）。 ）