تحلیل آیروآکوستیکی محاسباتی جریان جت مافوق صوت با استفاده از مدل آکوستیکی FW-H برای پیش بینی ویژگیهای انتشار نویز در میدان جریان

در این پژوهش شبیه سازی عددی رفتار جریان و انتشار نویز جت مافوق صوت با استفاده از روش های دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و آکوستیک محاسباتی (CAA) انجام شد. مدل آکوستیکی فاوکس- ویلیامز-هاوکینگز (FWH) برای تحلیل میدان صوتی در ناحیه دور به کار گرفته شد. هدف اصلی، بررسی تاثیر سرعت جریان، زاویه و فاصله مشاهده بر ویژگی های انتشار صوت و ساختار شوک در جریان جت آیرودینامیکی جت مافوق صوت بود. نتایج نشان داد که با افزایش عدد ماخ از ۱ تا ۱.۵، سلول های شوک در ناحیه خروجی نازل فشرده تر و آشکارتر شده و تلاطم جریان افزایش می یابد. این پدیده موجب تشدید نوسانات فشار و افزایش سطح فشار صوتی در محدوده بسامدهای بالا می شود. تحلیل رفتار انتشار صوت بیان کرد که با افزایش فاصله از نازل، شدت کلی صدای دریافت شده کاهش یافته اما تمرکز انرژی صوتی به سمت فرکانس های بالاتر منتقل می گردد. همچنین بیشترین سطح فشار صوتی در زاویه حدود ۶۰ درجه نسبت به محور جت و به مقدار حدود ۱۳۸ دسیبل مشاهده شد که نشان دهنده ی انتشار غالب امواج شوک در این جهت است. به طور کلی، نتایج این پژوهش نشان داد که ترکیب مدل های CFD و CAA قادر است رفتار آیرودینامیکی و آکوستیکی جت های مافوق صوت را با دقت مناسب شبیه سازی کرده و به عنوان ابزاری موثر در پیش بینی نویز و طراحی نازل های کم صداتر در کاربردهای هوایی و صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

آکوستیک محاسباتی ، دینامیک سیالات محاسباتی ، نویز ، آیرودینامیکی جت مافوق صوت