基于增广Burgers方程的超声速客机远场声爆预测研究

摘要

声爆问题是限制超声速客机投入使用的巨大阻碍,精确的声爆预测方法是解决超声速客机声爆问题的关键.声爆远场预测方法主要有波形参数法和增广Burgers方程法,相较于波形参数法,增广Burgers方程法有更完善的模型和更高的预测精度.本文首先对增广Burgers方程求解,提出一种有效的非线性效应求解方法;然后基于算子分裂法构建声爆远场预测方法,利用第二届国际声爆研讨会的标准算例对该方法进行验证;最后分析时间、空间网格密度和缓冲信号对预测结果的影响.结果表明:基于Burgers方程的声爆求解方法不需要时间、空间网格达到收敛所需的网格密度,而是按照实际精度需求选取适当网格密度;缓冲信号的引入对于大型超声速飞机的声爆预测更加准确.