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內容簡介

　　《氣動噪聲計算方法及其應用》共分6章。第1章為緒論，主要介紹氣動噪聲計算的國內外研究進展、主要研究內容及展望；第2章為經典的CAA離散格式，主要介紹傳統的氣動噪聲數值離散格式、聲學邊界條件、人工耗散與過濾器；第3章為網格優化的迎風型色散保持氣動聲學格式；改進的聲擾動方程及其數值驗證；第4章為基於格子Boltzmann方法的氣動聲學計算方法，完善並研究瞭格子Boltzmann方法，改進瞭一種吸收邊界條件；第5章為FW-H聲比擬噪聲預測的高級時間方法，主要介紹FW-H聲比擬噪聲預測的延遲與高級時間方法；第6章為氣動噪聲預測的半經驗模型，主要介紹瞭數值預測風力機翼型、葉片氣動噪聲的半經驗方法。

內頁插圖

目錄

前言
第1章 緒論 1
1.1 國內外研究進展 1
1.2 本書的主要研究內容 6
1.3 展望 7
第2章 經典的CAA離散格式 8
2.1 空間離散格式 9
2.1.1 高階顯式格式及其優化 9
2.1.2 高階緊緻差分格式及優化 14
2.1.3 非均勻網格 19
2.2 時間離散格式 22
2.3 數值過濾和人工耗散 26
2.3.1 顯式過濾器 27
2.3.2 隱式過濾技術 28
2.3.3 人工阻尼區域 29
2.4 聲學邊界條件 30
2.4.1 固體壁麵邊界條件 30
2.4.2 聲學遠場邊界條件 32
第3章 網格優化的迎風型色散保持氣動聲學格式 37
3.1 引言 37
3.2 均勻網格上色散保持氣動聲學格式 38
3.3 非均勻網格上優化的迎風型DRP格式研究 39
3.3.1 網格優化係數的推導 39
3.3.2 優化參數對GOUPDRP格式的影響 44
3.3.3 數值結果與真解的比較 46
3.3.4 GOUPDRP格式在二維聲學問題中的應用 47
3.4 麯綫網格上優化的迎風型DRP格式 50
3.4.1 廣義麯綫坐標變換 50
3.4.2 優化係數的確定 51
3.4.3 麯綫網格下GOUPDRP格式的應用 56
3.5 聲學擾動方程 59
3.5.1 聲擾動方程的改進 59
3.5.2 數值離散方法 61
3.5.3 高斯波在剪切流中傳播 61
3.5.4 單極子聲源在均勻流中的聲輻射問題 62
3.5.5 單極子聲源在剪切流中的聲輻射問題 64
3.6 非均勻流對氣動聲傳播的影響 65
3.6.1 二維高斯波問題 65
3.6.2 高斯波的壁麵反射問題 70
第4章 基於格子Boltzmann方法的氣動聲學計算方法 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 邊界條件 74
4.5 頂蓋驅動方腔流動模擬 75
4.6 二維高斯波模擬及黏性對聲壓的影響 76
4.7 二維高斯波壁麵反射 79
4.8 振蕩活塞聲輻射問題模擬 80
4.9 方柱渦脫落噪聲模擬 82
4.9.1 吸收邊界條件的改進 82
4.9.2 流場計算驗證 83
4.9.3 噪聲計算驗證 84
第5章 FW-H聲比擬噪聲預測的高級時間方法 88
5.1 引言 88
5.2 FW-H聲比擬方法 89
5.3 Farassat-Brentner的延遲時間方法 90
5.4 FW-H聲比擬的高級時間方法 94
5.5 高級時間計算中的插值方法 95
5.6 聲比擬的延遲時間與高級時間方法的比較 96
5.7 聲比擬高級時間方法的應用 97
5.7.1 噪聲源的計算方法 97
5.7.2 鋸齒尾翼噪聲實驗與計算設置 98
5.7.3 流場與聲場的計算與驗證 99
5.7.4 LES-CAA參數化研究 102
第6章 氣動噪聲預測的半經驗模型 110
6.1 引言 110
6.2 湍流入流噪聲模型 111
6.3 湍流邊界層後緣噪聲 112
6.4 氣流分離失速噪聲 112
6.5 層流邊界層渦脫落噪聲 113
6.6 後緣鈍性渦脫落噪聲 113
6.7 葉尖渦形成噪聲 113
6.8 風力機葉片噪聲模擬方法 114
6.9 計算模型的驗證 114
6.10 參數的影響研究 116
6.10.1 葉片翼型的選取 116
6.10.2 葉尖槳距角 117
6.10.3 鏇轉角速度 118
6.10.4 後緣的厚度 118
參考文獻 121
附錄A 129
附錄B 141
附錄C 144
彩圖

前言/序言

　　高雷諾數流動引起的湍流噪聲問題越來越受到科研人員以及飛機、導彈、風力機設計者等的重視。例如，飛機發動機、起落架、含有襟翼、縫翼的增升裝置等構件，特彆是在飛機起降階段，都是飛機重要的噪聲源。因此，準確地預測流動産生的噪聲，正確地理解噪聲産生和傳播的機理，是有效控製噪聲的重要前提。本書主要研究數值預測氣動噪聲的方法，並對提齣的數值方法進行瞭驗證。
　　全書共分6章。第1章為緒論，主要介紹氣動噪聲計算的國內外研究進展、主要研究內容及展望；第2章為經典的CAA離散格式，主要介紹傳統的氣動噪聲數值離散格式、聲學邊界條件、人工耗散與過濾器；第3章為網格優化的迎風型色散保持氣動聲學格式，詳細推導這種格式的係數，改進瞭聲擾動方程，最後進行數值驗證；第4章為基於格子Boltzmann方法的氣動聲學計算方法，完善並研究瞭格子Boltzmann方法，改進瞭一種吸收邊界條件，證明瞭它模擬氣動聲傳播的能力；第5章為FW-H聲比擬噪聲預測的高級時間方法，主要介紹瞭FW-H聲比擬噪聲預測的延遲與高級時間方法，並將高級時間方法應用於風力機翼型氣動噪聲的預測；第6章為氣動噪聲預測的半經驗模型，主要介紹瞭數值預測風力機翼型、葉片氣動噪聲的半經驗方法，並進行瞭驗證。
　　本書第1、3、4、6章由司海青撰寫；第2章由硃衛軍撰寫；第5章由司海青、硃衛軍共同撰寫。全書由司海青統稿。
　　本書的研究得到瞭國傢自然科學基金（資助號：11272151、10902050、11672261）、航空科學基金（資助號：20101452017）、江蘇省自然科學基金（資助號：BK2011724）、中國博士後基金（資助號：201104565、20100481138）的資助。撰寫過程中參閱瞭許多參考文獻，在此一並錶示感謝。
　　由於撰寫時間倉促，水平有限，不足之處懇請廣大讀者批評指正。
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