ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Акустические характеристики дозвуковых турбулентных струй из "Акустическое управление турбулентными струями " Шум свободной затопленной турбулентной струи при дозвуковых скоростях истечения создается в результате крупномасштабного и мелкомасштабного турбулентного перемешивания частиц газа, скорость которых близка к скорости истечения, с частицами окружающего газа. [c.27] Здесь W - звуковая мощность, представляющая собой акустическую энергию, излучаемую струей в единицу времени uq - скорость истечения, Ро и роо - соответственно плотность газа струи в выходном сечении сопла и окружающей среды, а о - скорость звука в окружающей среде. [c.27] Спектр акустической мощности струи приведен на рис. 1.13 в виде зависимостей Ае = Si- от числа Струхаля St = fdjuQ-, здесь i уровень звуковой мощности в третьоктавной полосе частот, es - уровень суммарной звуковой мощности. [c.29] Максимум в спектре акустической мощности во всем диапазоне дозвуковых скоростей истечения наблюдается в области чисел Струхаля St = = fd/uo = 0,3 - 0,5, причем / - средняя частота третьоктавной полосы частот[1.22]. [c.29] Характеристики направленности излучения шума дозвуковой струи в дальнем акустическом поле(т.е. в области, находящейся от источника звука на расстоянии, достаточно большом по сравнению с размерами источника и длиной волны излучаемого звука) показаны на рис. 1.14. Максимум суммарного шума для изотермических струй наблюдается под углом 30° к оси струи [1.3]. [c.29] В неизотермических струях повышение температуры приводит к возрастанию градиента скорости звука в слое смешения струи и усилению отклонения направления излучения от оси струи. Пространственное распределение шума струи при увеличении температуры потока становится неравномерным, а максимум интенсивности акустического излучения смещается в сторону больших углов (р например, при начальной температуре струи То = 800 К он наблюдается при ip = 40° (рис. 1.15). Здесь характеристики направленности шума струи даны в виде зависимостей 10 Ig Ф от угла (р между осью струи и направлением на точку измерения шума, причем 10 Ig Ф - фактор направленности, который представляет собой разность между измеренным уровнем шума и уровнем шума в той же точке от фиктивного источника такой же мощности, как и исследуемый источник, но излучающего звук равномерно во всех направлениях. [c.29] Спектры шума струи в дальнем поле, измеренные в третьоктавных полосах частот для разных углов р, сильно различаются (рис. 1.16). При уменьшении угла ip возрастают уровни низкочастотных составляющих шума [1.3]. Из-за наличия градиента средней скорости в поперечных сечениях струи по мере уменьшения р доля высокочастотных составляющих в спектре шума струи уменьшается, а доля низкочастотных составляющих соответственно возрастает. Кроме того, при таком изменении спектрального состава шума происходит все более отчетливое выделение максимума в спектрах шума. Наиболее заметное изменение спектров шума наблюдается при небольших значениях угла (р = 30° - 45°. [c.31] Вблизи границы зоны смешения турбулентной струи пульсации давления не совпадают по фазе с пульсациями скорости. Это так называемая область ближнего акустического поля струи, где не выполняются характерные для дальнего акустического поля соотношения, согласно которым расстояние от источника до приемника звука должно быть велико по сравнению с размерами источника и длиной звуковой волны. [c.31] Типичное распределение уровней пульсаций давления в ближнем поле выхлопной струи турбореактивного двигателя [1.20] показано на рис. 1.17. Максимальные значения пульсаций давления наблюдаются вблизи границы струи в пределах ее начального участка. [c.31] Это значение числа St близко к соответствующему значению, приведенному в п.1.1. [c.32] Когерентные структуры могут излучать шум в процессах их образования, роста, спаривания и разрушения в конце начального участка. Существует ряд экспериментальных доказательств связи когерентных структур с шумом струи. [c.32] Что касается местоположения основных источников шума в струе, вернее, в ее начальном участке, то по этому поводу нет единого мнения. Согласно одной точке зрения [1.40], основные источники шума струи расположены в местах спаривания кольцевых вихрей. Такая точка зрения как будто подтверждается измерениями [1.51], показавшими, что струи с начальным ламинарным пограничным слоем в выходном сечении сопла при Мо 0,45 шумят несколько сильнее по сравнению со струями с начальным турбулентным пограничным слоем, поскольку в первом случае реализуется большее число попарных слияний кольцевых вихрей. [c.34] Другая точка зрения [1.34] состоит в том, что именно разрушение азимутальной однородности тороидальных вихрей ближе к концу начального участка ответственно за генерацию большей части шума струи. [c.34] Вернуться к основной статье