Page 20 - 《应用声学》2022年第3期

342 2022 年 5 月

噪声在全频段高于下游测点的噪声。空腔噪声传播 综上，某开孔结构在 26000 ft、0.43 Ma 发生了
过程中会受到大气吸声、距离衰减等影响，传播距 流声共振，空腔内的压力脉动以1 阶频率为主，除空
离增加一倍声压级降低 6 dB 左右。因此，高空中空 腔底部的测点外，其他测点均只表现为单一频率的
腔气动噪声不涉及远场噪声问题，主要是局部声载 纯音。空腔内压力脉动的分布与剪切层的撞击和驻
荷和舱内噪声问题，而在飞机起降阶段，还需考虑空 波模态相关，腔底和后缘为较大区域。空腔外，扰动
腔对远场噪声的影响。 将从空腔后缘向上游传播，上游噪声水平大于下游
噪声水平。流声共振发生时，剪切层的发展不同于
简单的涡脱落、撞击过程，表现出很强的沿深度方
౏ื
向振荡特征，考虑是受腔体深度方向的驻波模态影
响。因此，流声共振现象是由剪切层的振荡与腔体
λ/2
驻波模态发生耦合共振产生的。

4 结论

图 15 空腔中间截面的瞬时压力场 (35700 ∼ 36300 Pa) (1) 半经验公式分析是一种快速的空腔噪声工
Fig. 15 Pressure field in the midplane of the cav- 程预测方法。经典 Rossiter 公式对于圆形开孔结构
ity(35700 ∼ 36300 Pa) 自激振荡噪声频率的计算较为准确，结合空腔的驻
波模态计算公式，可以预测固定飞行高度下的空腔
流声共振发生工况。
঴ܦԍጟ/dB
90 95 100 105 (2) 脱体涡模拟方法可以用于圆形空腔噪声的
180 0
仿真计算，计算的结果与实验值吻合较好，其预测精
度适用于工程问题。
160 20
(3) 数值仿真表明流声共振发生时，空腔流场
140 40
和声场特征受自激振荡和声学驻波共同影响。其中
120 60 流场表现为剪切层沿深度方向的振荡，空腔内的压
100 80
வՔᝈ/(°) 力脉动分布则呈现出声学模态和剪切层撞击两种
特征，声场具有一定的指向性，上游声场较强。该现
图 16 距空腔 20 倍直径指向性图
象的发声机理主要是空腔驻波模态控制下的剪切
Fig. 16 Directivity diagram of 20 times the diam-
层周期性拍打。
eter from the cavity

100
30OவՔᝈ 参 考 文 献
150OவՔᝈ
80
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