Валидация квадрупольной модели звукового излучения турбулентной струи на основе использования многомикрофонных акустических измерений

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработана низкоуровневая модель квадрупольных источников звука в турбулентной струе в рамках метода акустической аналогии. Для оценки параметров модели и ее валидации используются многомикрофонные акустические измерения звукового излучения струи. На основе измерений, проведенных в различных зонах звукового поля, сделаны оценки размера эффективной области локализации звуковых источников и определены границы зоны доминирования квадрупольного звукового излучения над псевдозвуковыми пульсациями. Предложенная модель может быть использована в практических оценках спектральных и корреляционных характеристик дальнего и ближнего звукового поля струи.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Ф. Копьев

Центральный аэрогидродинамический институт

Автор, ответственный за переписку.
Email: aeroacoustics@tsagi.ru
Россия, Москва

С. А. Чернышев

Центральный аэрогидродинамический институт

Email: aeroacoustics@tsagi.ru
Россия, Москва

Г. А. Фараносов

Центральный аэрогидродинамический институт

Email: aeroacoustics@tsagi.ru
Россия, Москва

А. А. Коробов

Национальный исследовательский технологический университет МИСИС

Email: aeroacoustics@tsagi.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Lighthill M.J. On sound generated aerodynamically: I. General theory // Proc. Royal Soc. Series A. 1952. V. 211. P. 564–581.
  2. Phillips O.M. On the generation of sound by supersonic turbulent shear layers // J. Fluid Mechanics. 1960. V. 9. N. 1. P. 1–28.
  3. Lilley G.M. Theory of turbulence generated jet noise: generation of sound in a mixing region // AGARD CP-131. 1974. V. 13. P. 1–12.
  4. Howe M.S. Contributions to the theory of aerodynamic sound, with application to excess jet noise and the theory of the flute // J. Fluid Mechanics. 1975. V. 71. N 4. P. 625–673.
  5. Копьев В.Ф., Чернышев С.А. Анализ вторичного звукового излучения в акустической аналогии с оператором распространения, содержащим вихревые моды // Акуст. журн. 2022. Т. 68. № 6. С. 647–669.
  6. Goldstein M.E. A Generalized Acoustic Analogy // J. Fluid Mechanics. 2003. V. 488. P. 315–333.
  7. Mani R. The influence of jet noise. Part 1. The noise of unheated jets // J. Fluid Mechanics. 1976. V. 73. N 4. P. 753–778.
  8. Ribner H.S. On the role of the shear term in jet noise // J. Sound Vibr. 1977. V. 52. N l. P. 121–132.
  9. Копьев В.Ф., Чернышев С.А. О разделении акустических и гидродинамических переменных в модели звуковых источников турбулентной струи // Докл. РАН. Физика, технические науки. 2022. Т. 506. № 1. С. 4–15.
  10. Kopiev V.F., Zaitsev M.Yu. Chernyshev S.A., Kotova A.N. The role of large-scale vortex in a turbulent jet noise // AIAA paper. 1999. AIAA-99–1839
  11. Зайцев М.Ю., Копьев В.Ф., Котова А.Н. Представление звукового поля турбулентного вихревого кольца суперпозицией квадруполей // Акуст. журн. 2001. Т. 47. № 6. С. 793–801.
  12. Faranosov G., Belyaev I., Kopiev V., Zaytsev M., Aleksentsev A., Bersenev Y., Chursin V., Viskova T. Adaptation of the Azimuthal Decomposition Technique to Jet Noise Measurements in Full-Scale Tests // AIAA Journal. 2017. V. 55. N 2. P. 572–584.
  13. Kopiev V.F., Zaitsev M.Yu., Velichko S.A., Kotova A.N., Belyaev I.V. Cross-correlations of far field azimuthal modes in subsonic jet noise // AIAA paper. 2008. AIAA 2008–2887.
  14. Беляев И.В., Бычков О.П., Зайцев М.Ю., Копьев В.А., Копьев В.Ф., Остриков Н.Н., Фараносов Г.А., Чернышев С.А. Разработка стратегии активного управления волнами неустойчивости в невозбужденных турбулентных струях // Изв. РАН. МЖГ. 2018. № 3. С. 14–27.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема испытательного стенда в АК-2 с 6-микрофонной решеткой (положения микрофонов на фотографии отмечены маркерами)

Скачать (311KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Эксперимент с микрофонными решетками двух радиусов (положения микрофонов на фотографии отмечены маркерами)

Скачать (246KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схема эксперимента с синхронным измерением звукового поля на двух решетках микрофонов

Скачать (310KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Схема расположения микрофонов на ближней границе акустического поля (положения микрофонов в данной плоскости отмечены на схеме кружками)

Скачать (311KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Направленности азимутальных гармоник m = 0,1,2 в зависимости от расстояния от решетки до среза сопла для различных частот в диапазоне 0.10 < St < 1.25, Vjet = 120 м/с: (а) — эксперимент, (б) — модель

Скачать (302KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Направленности азимутальных гармоник m = 0,1,2 в зависимости от расстояния от решетки до среза сопла для различных частот в диапазоне 0.07 < St < 0.83, Vjet = 180 м/с: (а) — эксперимент, (б) — модель

Скачать (323KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Направленности азимутальных гармоник m = 0,1,2 в зависимости от расстояния от решетки до среза сопла для различных частот в диапазоне 0.05 < St < 0.63, Vjet = 240 м/с: (а) — эксперимент, (б) — модель

Скачать (322KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Направленности азимутальных гармоник m = 0,1,2 в зависимости от расстояния от решетки до среза сопла для различных частот в диапазоне 0.04 < St < 0.54, Vjet = 280 м/с: (а) — эксперимент, (б) — модель

Скачать (311KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Нормированная взаимная корреляция азимутальных гармоник

Скачать (84KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Взаимная корреляция rmax для азимутальных гармоник m = 0,1,2, скорость струи Vjet = 120 м/с, частоты (а) — St = 0.16, (б) — St = 0.27, (в) — St = 0.40, (г) — St = 0.63, (д) — St = 1.03

Скачать (621KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Взаимная корреляция rmax для азимутальных гармоник m = 0,1,2, (а) — Vjet = 100 м/с, St = 0.32, (б) — Vjet = 135 м/с, St = 0.24, (в) — Vjet = 180 м/с, St = 0.18, (г) — Vjet = 240 м/с, St = 0.13

Скачать (490KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Направленности азимутальных гармоник m = 0,1,2 в зависимости от расстояния от решетки до среза сопла для различных частот в диапазоне 0.10 < St < 1.25, Vjet = 120 м/с: (а) — эксперимент, (б) — модель

Скачать (307KB)
Метаданные
14. Рис. 13. Направленности азимутальных гармоник m = 0,1,2 в зависимости от расстояния от решетки до среза сопла для различных частот в диапазоне 0.07 < St < 0.83, Vjet = 180 м/с: (а) — эксперимент, (б) — модель

Скачать (332KB)
Метаданные
15. Рис. 14. Направленности азимутальных гармоник m = 0,1,2 в зависимости от расстояния от решетки до среза сопла для различных частот в диапазоне 0.05 < St < 0.63, Vjet = 240 м/с: (а) — эксперимент, (б) — модель

Скачать (325KB)
Метаданные
16. Рис. 15. Направленности азимутальных гармоник m = 0,1,2 в зависимости от расстояния от решетки до среза сопла для различных частот в диапазоне 0.04 < St < 0.54, Vjet = 280 м/с: (а) — эксперимент, (б) — модель

Скачать (332KB)
Метаданные
17. Рис. 16. Направленности азимутальных гармоник в зависимости от расстояния от решетки до среза сопла, ряд С1, (а) — St = 0.60, (б) — St = 1.18

Скачать (203KB)
Метаданные
18. Рис. 17. Направленности азимутальных гармоник в зависимости от расстояния от решетки до среза сопла, ряд С2, (а) — St = 0.41, (б) — St = 0.84

Скачать (247KB)
Метаданные
19. Рис. 18. Направленности азимутальных гармоник в зависимости от расстояния от решетки до среза сопла, ряд С3, (а) — St = 0.30, (б) — St = 0.60

Скачать (220KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».