Аэроакустические взаимодействия в турбулентных струях

• Автор: Пимштейн, Валерий Гдальевич
• Шифр специальности: 05.07.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 43 с. : ил.; 20х29 см

введение
1. Аэроакустические взаимодействия как метод исследования и способ воздействия на турбулентные струи
2. Экспериментальная установка и методика проведения исследований
3. Результаты исследований и обсуждение, аэроакустические взаимодействия в сверхзвуковых струях
3.1. Излучение волн Маха сверхзвуковой струей при акустическом воздействии
3.2. Возникновение возмущений в сверхзвуковых струях при акустическом воздействии
3.3. Влиянйе угла падения звука на расширение сверхзвуковой струи
3.4. Образование нестационарной системы скачков уплотнения в сверхзвуковых струях при акустическом воздействии
3.5. Излучение дискретного тона нерасчетной сверхзвуковой струей при акустическом воздействии
3.6. Излучение шума сверхзвуковой струей при акустическом воздействии
3.7. Усиление звука сверхзвуковой струей
3.8. Прохождение звука через сверхзвуковую струю
4. Результаты исследований и обсуждение, аэроакустические взаимодействия в дозвуковых струях
4.1. Возникновение возмущений в дозвуковых турбулентных струях при внешнем поперечном акустическом воздействии
4.2. Возникновение возмущений в дозвуковых струях при продольном внутреннем акустическом воздействии
4.3. Воздействие звука на вихри в турбулентных струях
4.4. Излучение звука при взаимодействии вихрей в турбулентных струях
4.5. Влияние полости в сопле на шум турбулентной струи
4.6. Расширение струи гелия под действием звука
5. Заключение
Литература
Приложение 1

Введение
В современной гидромеханике аэроакустические взаимодействия рассматривают как уникальный по своим возможностям метод исследования струйных течений особенно, упорядоченных структур, присущих, как правило, таким течениям. С друге стороны, аэроакустические взаимодействия представляют эффективный спосс воздействия на структуру и шум турбулентных струй, позволяющий существен* влиять на их аэродинамические и акустические характеристики. Эти особенное* аэроакустических взаимодействий привлекают к ним внимание исследователей и настоящее время библиография по этому вопросу насчитывает сотни наименовани Аэроакустические взаимодействия, таким образом, превратились в одно из наибол< перспективных направлений исследований при решении одной из фундаментальнь проблем газодинамики, '/ связанной с процессом смешения и излучения зву* турбулентными струями. Изучение роли крупномасштабных упорядоченнь (когерентных) структур в процессах турбулентного смешения и излучения шук турбулентными струями представляет важное направление исследований в рамкг указанной фундаментальной проблемы. Особый интерес представляет исследован* процессов возникновения, развития, взаимодействия и разрушения крупномасштабнь упорядоченных структур и выяснение их роли в образовании слоя смешения излучении шума дозвуковыми и сверхзвуковыми турбулентными струями. Решен* такой задачи представляет не только научный интерес для создания адекватнь теоретических моделей процессов смешения и излучения шума струями, но практический интерес, так как открывает новые возможности целенаправленно* воздействия на расширение и шум турбулентных струй, в частности, например, дг уменьшения заметности и снижения шума двигательных установок летательнь аппаратов. Этим определяется актуальность и практическая значимость так* исследований.
Цель проводимых исследований - на удобных моделях изучить роль поперечных продольных вихрей в турбулентных струях в процессах эжекции, смешения и излучен* шума, наметить пути воздействия на эти процессы с целью их усиления или ослаблени
Используемый метод исследования основан на одновременном применен** у акустических, аэродинамических и визуальных способов исследования, приче основное внимание уделяется визуальным методам исследования. Это связано с те* что в предпринятых опытах в качестве средства акустического воздействия на стру применяются пилообразные волны конечной амплитуды, которые отчетливо видны к теневых фотографиях наряду со струями и их элементами (скачками уплотнени; возмущениями, вихрями и т.д.). Используемые в проводимых опытах пилообразны волны конечной амплитуды не являются совершенно новым или необычным объекте исследования, они часто встречаются на практике. Например, излучение та называемого дискретного тона сверхзвуковыми струями на нерасчетных режима истечения представляет собой именно такую волну, характеризующуюся высоки уровнем звукового давления и наличием большого числа гармоник. Такое излучени нередко наблюдается и в натурных условиях в спектрах шума струй двигательны установок летательных аппаратов. Под действием пилообразных волн конечно

В воздушной струе, как уже отмечалось выше, при прохождении фронта звуковой олны через кромку сопла образуется отчетливый вихрь сложной формы (фиг. 19,а), зменяющийся при распространении вниз по потоку и взаимодействии с соседними ихрями.
Расширение воздушной струи под действием звука высокой интенсивности связано изменением поперечных размеров этого вихря. В струе гелия такое отчетливое ихреобразование не наблюдается, а возникшее возмущение затрагивает, главным бразом, (в отличии от воздушной струи) удаленную от излучателя границу струи. Сам акт возникновения довольно компактного возмущения при истечении струи гелия одтверждается излучением волн Маха таким возмущением при его перемещении вдоль блучаемой границы со сверхзвуковой конвективной скоростью (фиг.28).