开启舱门情况下的内埋弹舱声压预测研究

摘要

针对0.6马赫下L:D:W=6:1:2的C201空腔模型,采用重叠网格与IDDES湍流模型,对考虑舱门开启与运动的影响,对舱门静态开启与动态打开过程进行了数值模拟研究.采用重叠网格方法,通过对网格单元优先因子的微调来确保空腔流动的剪切层区域网格得到有效的保护以确保数值模拟的准确度.同时采用低耗散格式来捕捉流场细节与脉动,并配合IDDES来计算非定常分离湍流.计算获取了空腔底部总声压级(OASPL)、脉动压强功率谱以及流动结构数据.结果表明,对于固定舱门情况,当开启角度足够大时,空腔底部时均压强系数分布接近无舱门情况,但是OASPL呈现显著增长,伴随第二Rossiter模态的加强.造成OASPL增强的原因可能在于:1)空腔附近脉动沿着展向向外场传播的途径被舱门屏蔽,2)舱门对剪切层的约束延迟了其三维化,而二维剪切层不稳定性更强,对扰动更加敏感,使得剪切层中形成二维特征明显的大尺度有序结构,在后壁造成更强的声源.对于舱门动态开启的数值模拟表明,在开启过程中,空腔的振荡还未完全进入饱和,表现出声强水平较低,直到开启大约75度以上时声强达到固定开启水平.因此,对于空腔内部的声压级评估而言,固定舱门的模拟手段更为经济.