Page 121 - 《应用声学》2020年第1期

第 39 卷 第 1 期 雷红胜等： 中压气源亚/跨音速射流噪声试验台设计 117

P min=-0.254%, P max=0.179% P min =-0.146%, P max =0.112%
 0.25  0.25
 0.20  0.20
 0.15  0.15
 0.10  0.10
 0.05  0.05
Y/mm  0 Y/mm  0

֓ -0.05 ֓ -0.05
֓ -0.10 ֓ -0.10
֓ -0.15 ֓ -0.15
֓ -0.20 ֓ -0.20
֓ -0.25 ֓ -0.25
֓ ֓ ֓ ֓ ֓       ֓ ֓ ֓ ֓ ֓      
X/mm X/mm
(a) 10 kPa (b) 110 kPa
图 8 10 kPa 和 110 kPa 剖面压力分布
Fig. 8 Pressure distributions of 10 kPa and 110 kPa span sections

3.2 射流噪声性能测量 算进行了比较。其喷注(射流)噪声湍流噪声声功率

射流噪声远场测量采用远场传声器圆形布置， 的经验公式为
4
以喷口中心为原点，传声器距离喷口中心3.6 m，对 (P 1 − P 0 ) D 2
W = k p 2 2 . (5)
于0.05 m 直径喷口，测量距离与喷口直径距离之比 (P 1 − 0.5P 0 ) P 0
为 72，满足射流噪声测量的远场需求 [18] 。传声器测 与喷注成90 方向，离喷口1 m 处的声压级为
◦
量的指向角范围为 30 ∼ 120 ，间隔 10 。传声器为 (P 1 − P 0 ) 2
◦
◦
◦
L p = 80 + 20 lg + 20 lg D. (6)
GRAS 公司的 6.35 mm 自由场传声器 46BE，数据 (P 1 − 0.5P 0 )P 0
采集端为基于 BBM 公司 PAK 的数据采集与分析 离喷口不同距离的声压级换算公式为
系统。数据采样频率 204.8 kHz，采样时间 20 s。数
L p2 = L p1 + 20 lg(R 1 /R 2 ). (7)
据频谱分析采用 Welch 求功率谱的方法进行，多块
进行平均，数据块长度为 16384 个数据/块，窄带信 其中，k p 为常数；P 1 、P 0 分别为气室压力、环境气压，
号分析频率间隔为12.5 Hz。 单位为Pa；D 为喷口直径，单位为 mm；R 1 、R 2 为测
文中通过两种方式对试验台声学测量结果进 量点距喷口的距离。
行了比较，以验证试验台的测量方式和声学性能。 由表 3 可以看出，实际测量与理论计算一致性
表 3 给出了不同马赫数的声压级测量结果，同 较好，偏差低于 0.32 dB，表明测量方式和测量结果
时参考马大猷等 [3−4] 、仇颖等 [5] 的研究，与理论计 可信，同时亦对理论公式进行了进一步试验验证。

表 3 不同马赫数下的声压级测量值与理论计算结果对比
Table 3 SPL comparison between measured and theoretical calculated values with
different velocity

马赫数 Ma 动压 P/kPa 总压 P 1 /kPa 3.6 m 声压级测量值/dB 1 m 声压级换算值/dB 1 m 声压级理论值/dB
0.62 30 126 84.15 95.28 95.59

0.91 70 166 95.37 106.5 106.72
1.01 90 186 98.34 109.47 109.72

注：环境大气压 P 0 为 96 kPa。