用基于声类比的边界元计算管道风扇的管道声传播和幅射

摘要

本文介绍了用基于声类比的边界元计算管道风扇声场的新方法,它与基于Helmholtz方程的边界元不同,是基于没有四极子的FW-H方程,将刚性或有限阻抗壁面的边界条件用表面速度产生的单极子源和表面载荷产生的偶极子源来表示,并用气动声学统一解的方法确定自由声场作用下的表面载荷.这种方法已被成功地应用于螺浆飞机机身对螺浆声源的散射,刚性物体和有限阻抗表面物体对平面波的散射,以及弹性壳体与声场的耦合计算.这里将这种物体对外声场的散射计算方法推广应用到管道风扇的管内声传播和管口声幅射问题.对有流体通过的管口界面使用可穿透表面的FW-H方程,管道内外分为两个区域,分别使用气动声学统一解的方法求解声场,通过交界面的声压和声质点连续将两者联系起来得到求解表面声压和声质点速度的控制方程.本文叙述了管道风扇声场的基本假设、物理模型和计算方法,数值实验的结果及其与基于Helmholtz方程边界元方法结果的比较说明了模型和方法的正确,最后给出了结论,并提出了今后需要继续进行的工作.