Page 18 - 《应用声学》2022年第3期

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的信号表现出更多的随机性。主要原因在于监测点
2 位于剪切层与后缘壁面的撞击区，该区域涡系较
Z
为复杂，局部压力脉动受流动的影响较为明显。从
幅值上看，监测点 2 的幅值高于监测点 1，说明局部
X Y
不稳定性会随着剪切层的发展而放大。值得注意的
是，监测点 1 和监测点 2 的压力降几乎在同一时刻，
(a) ЛࡍᎪಫ 没有明显的相位差，与自激振荡机理中涡沿着剪切
层发展的现象不一致。
Z
X p/Pa
Y 38000
37500
౏ 37000
36500
ื 36000
வ 35500
35000
Ք 34500
34000
(b) ࡍᦊᎪಫ
图 9 空腔网格
Fig. 9 Computational grids for cavity
图 10 空腔附近流线图
3.3 开孔结构计算结果分析
Fig. 10 Streamline near the cavity
图 10 给出了 26000 ft、0.43 Ma 工况下开孔结
构的瞬时流场图。该开孔结构的弯曲角度不大，腔
U x /(mSs -1 )
口附近的流动基本对称。气流流过空腔时，流线穿 


入腔口并在后缘穿出，并未在其他方向出现明显的 ֓
֓
֓
弯折。腔口表面的压力比较均匀，由于剪切层在后
缘撞击壁面，后缘附近的压力略有降低。图11 给出
空腔内不同截面的速度分布，可以发现腔口表面的
速度同样是均匀、对称的。然而，受腔体几何形状的
影响，腔内出现了非对称性流动，壁面附近出现了顺
流向和逆流向两种流动，空腔内会形成沿周向的流 图 11 空腔不同截面流向速度分布
动。总的来说，弯管的几何不对称性对腔口附近的 Fig. 11 Streamwise velocity distribution in differ-
流动影响较小，但对空腔内部的流动影响较大，使空 ent cross-sections of cavities
腔内的流动变得不对称。相比对称流动，空腔回流
35.0
区内这种形式的流动可能在一定程度上影响自激 a b c d e f ᄣ฾ག2
ᄣ฾ག1
振荡反馈回路，诱导的自激振荡噪声强度可能有所
34.5
减弱。同时，弯管腔口不同位置距空腔底面的距离
不同，流声共振发生时，腔底的反射声到腔口不同位 p/kPa
34.0
置的相位会有一定的差异，驻波模态对剪切层振荡
的控制可能会减弱。
33.5
图 12 显示了 26000 ft、0.43 Ma 工况下剪切层 0 0.01 0.01 0.02
t/s
内监测点 1 和监测点 2 一段时间内的压力振荡。从
图中可以看出，时域信号表现出明显的周期性，其 图 12 压力脉动的时间历程
中监测点1的时域信号几乎为正弦信号，而监测点2 Fig. 12 Time trace of the fluctuating pressure