薛永飞
,
胡亚涛
,
涂运冲
,
黄雪芬
,
吴克启
工程热物理学报
本文基于宵限元的网格模型，采用频域分析的方法研究了圆喷嘴的射流声场，结果表明：圆柱喷嘴的结构模态随管嘴的缩短而基频升高；大雷诺数下的声压在0°至35°的范围，均有较大的指向，总体呈弱的非轴对称结构，而小雷诺数高马赫数的声压指向是轴对称的；在高频部分的下游传递出锥状逆波，破坏了轴线周侧的波阵面，尤其是在上游轴线周侧；以声阻抗率为特性的声传播，呈现测量的退相干性。
关键词:
有限元
,
圆射流
,
气动噪声
,
模态分析
薛永飞
,
谢军龙
,
涂运冲
,
吴克启
工程热物理学报
本文提出了三势流组成的复合射流模型,用初等谐振子波包方法分析了点源、偶涡和复合射流的声源特性和传播特性.在管径较小时的点源外部谐振子作用声压值大于经典作用值.双偶极子的近、外场声压分布等值线近似于圆簇,其内部声压类似于双帽子分布,两帽环之外呈现虚数“真空”带.复合射流点源声场中管径越小,其声压沿轴线四周越发散.声压在近管口的轴线四周有很强的指向,轴向指向最大,在45°方向左右有一个稍高的指向.周期流动近场近轴线四周影响不大,在0°～20°方向有较大指向,而远场一周期内出现两个等声压分布时间段.本文为微观层次下揭示声振子传播特性和音源特性打下了基础.
关键词:
谐振子
,
合成射流
,
声传播特性
,
音源特性
涂运冲
,
谢军龙
,
王嘉冰
,
张师帅
,
吴克启
工程热物理学报
在哈密尔顿体系下,提出气体声波传播的一种新的谐振子模型,并引入群论确定气体声波传播过程中的分子振动模式、能级简并.新模型将气动声学声传播问题与分子振动关联起来.由于发展高效的薛定谔方程的数值计算方法,有利于联系分子的性质来解释声的传播.本文从此出发,用二阶有限差分格式和生成函数法构造的二阶辛格式分别计算一维定态谐振子势场和含时谐振子势场的薛定谔方程,分析了数值解的误差以及传播能量误差.结果表明辛算法具有明显的优势.
关键词:
哈密顿原理
,
薛定谔方程
,
辛几何算法
涂运冲
,
谢军龙
,
王嘉冰
,
王芸芸
,
吴克启
工程热物理学报
对于复杂的体系,组成体系的各粒子间的相互作用决定其能量状态.对于不同势场,描述粒子运动规律的Schr6dinger方程是不同的微分方程.本文在原来的Hamilton谐振子数学模型基础上,通过引入Morse势能函数代替原来的简谐振子势模型,研究了一维气体分子链中声传播的问题.从能量的概念出发,将声传播问题转换成求解谐振子的波函数以及能量本征值的问题,建立配分函数与热力学量之间的关系,以Morse势能函数的振子模型构造的声传播模型求取声压及声能量.通过比较,经典方法与量子谐振子模型计算的一维声压吻合.
关键词:
气动声学
,
Morse势能函数
,
Schr(o)dinger方程
刘飞
,
刘辉
,
涂运冲
,
胡亚涛
,
吴克启
工程热物理学报
本文采用大涡模拟对某大转角叶栅的非定常分离流动及其在非定常尾迹作用下的分离控制机理进行了数值分析。主要捕捉了两个特征频率：分离泡不稳定频率f_（shear）和尾缘脱落涡频率f_（shed）,研究了不同的激励频率、尾迹移动方向、随机脉动等激励特征控制流动分离的效果。结果显示：特定外部频率强化了分离剪切层中的K-H展向涡结构,f_（shed）能同时影响分离区域和尾涡区域,f_（shear）只能作用于分离区域;尾迹从吸力面向压力面移动时,分离结构表现出对来流周期性更明显的响应;进口随机脉动对破坏K-H展向涡结构非常有效。
关键词:
非定常尾迹
,
轴流叶栅
,
分离控制
,
大涡模拟
黄雪芬
,
薛永飞
,
涂运冲
,
吴克启
工程热物理学报
运用量子力学的Feynman路径积分理论,尝试研究空气中声传播的计算方法及其微观特性。选取一小团空气（小体元）为研究对象,将声传播过程中一列振动的空气小体元近似为一组谐振子集合,用路径积分方法给出系统的能量方程及波函数,研究并分析声传播的某些机制和它的微观特性。在量子分子状态下,用密度矩阵将系统概率波幅（跃迁幅）与配分函数相关联,给出了谐振子处于能量E_n的概率p（E_n）和能量的平均值（？）。
关键词:
声传播
,
路径积分
,
配分函数
,
微观特性
涂运冲
,
甘加业
,
吴克启
工程热物理学报
本文通过对二维轴对称射流场进行直接数值模拟，探讨了不同滤波策略对噪声场的影响。空间导数的离散采用六阶紧致差分格式，数值非稳定性的控制采用紧致10阶低滤波格式，时间推进采用四步四阶Runge—Kutta格式。对比分析了显式10阶与紧致10阶滤波格式，低存储3阶Runge—Kutta格式与四步四阶Runge—Kutta格式，交错网格与同位网格方法等几种抑制寄生波方案。分析结果表明，在上述诸多抑制寄生波的方案中，采用交错网格法，计算过程最稳定、最有效。
关键词:
计算气动声学
,
数值非稳定性
,
高阶滤波格式
