【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于气动声学领域，具体涉及一种通用的湍流噪声计算方法及设备。
技术介绍
1、在研究气动声学问题时，声场可以被分为声源、声传播和声辐射三个区域。声源区域中流场和声场之间存在强耦合，物理上的高度非线性只能通过n-s方程描述。声传播区域中流场和声场之间存在弱耦合，声场对流场的影响可以被忽略，一般在非均匀背景流动上求解声传播方程。声辐射区域中假设流场和声场之间不存在耦合，该区域流场往往是均匀流场或者静止流场，一般通过积分方法求解。由于存储和时间成本过高，直接使用计算流体力学(cfd)或计算气动声学(caa)方法准确计算远场是不现实的，因此通常采用混合方法。即在近场进行高保真度数值模拟计算湍流，并将流量变量作为声辐射计算的输入，通过基于fw-h方程或kirchhoff公式的方法计算远场指向性。
2、然而，在实践中，为保证计算精度，声学积分面应置于数值耗散较小的区域，但在此区域，非声学波动亦衰减缓慢。非声学波动不可避免地被收集作为声辐射计算的输入，如果远场噪声计算时忽略体积分，远场预测结果将受到污染。为解决这一问题，多种策略已被提出。其一是假设近场流动对声音传播的影响不重要，在fw-h方法中使用固壁面作为积分面。其二是使用多个积分面记录数据，将多个积分面计算结果平均。其三是使用开放积分面，忽略开放部分对远场噪声的贡献(既包括声学波动也包括非声学波动)，但关于使用开放积分面的有效性存在争议。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种通用的湍流噪声计算方
2、本专利技术所采用的技术方案如下：一种通用的湍流噪声计算方法，步骤如下：
3、步骤一：对带有源项的非齐次对流波动方程应用微分算子，对流动脉动量进行滤波，消除或大幅减弱非声学模态，
4、所述的带有源项的非齐次对流波动方程为：
5、
6、
7、其中，方程右端的源项为：
8、
9、
10、其中，ρ∞、u∞、p∞分别是远场自由流动的密度、速度、压强，忽略粘性的影响，那么τ＝0，
11、所述的微分算子为其中，uc为平均流动速度；
12、步骤二：获得新的非齐次对流波动方程，所述新的非齐次对流波动方程为：
13、
14、其中，为远场声速，tv是体积源，包含声模态；方程右端的源项为
15、
16、
17、步骤三：通过格林函数法求得新的非齐次对流波动方程的远场观测点声压，观测点(x,t)处的计算公式如下：
18、
19、其中，是发射时刻积分面运动速度对应的马赫数，下标代表此处的变量值为声波发射时刻的值，τe＝t-r/c∞；
20、对于远场，设|x|＞＞|y|，在频域p′a和具有如下关系：
21、
22、
23、
24、
25、其中，代表fourier变换，ω为频率；
26、得到的时域声压为：
27、
28、另一方面，本专利技术目的是通过一种计算机系统来实现，其包括处理器和与处理器可通信地连接的计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机指令，当所述计算机指令被所述处理器执行时，实现本专利技术如上所述的方法的步骤。
29、另一方面，本专利技术目的是通过一种计算机可读存储介质来实现，其上存储有计算机指令，该计算机指令被处理器执行时实现本专利技术如上所述的方法的步骤。
30、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
31、(1)可以消除或大幅减弱湍流穿过声学积分面时引起的伪噪声，提高远场噪声计算精度；
32、(2)等效声源的计算和存储成本与常规方法相当，甚至更小。
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1.一种通用的湍流噪声计算方法，其特征在于，步骤如下：
2.一种计算机系统，其包括处理器和与处理器可通信地连接的计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机指令，其特征在于，当所述计算机指令被所述处理器执行时，实现根据权利要求1中所述的方法的步骤。
3.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该计算机指令被处理器执行时实现根据权利要求1中所述的方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种通用的湍流噪声计算方法，其特征在于，步骤如下：
2.一种计算机系统，其包括处理器和与处理器可通信地连接的计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机指令，其特征在于，当所述计算...
【专利技术属性】
技术研发人员：王普缘，陈宝，赵海洋，钟思阳，张欣，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司哈尔滨空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：
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