● 摘要
本文旨在研究发展及验证脱体涡模拟方法与FW-H匹配的混合方法在研究多钝体绕流问题的气动噪声的可行性。本文主要进行了以下几个方面的工作：1.本文首先推导了三维FW-H方程的时域解。然后，将FW-H方程的时域解演化为两种积分形式：延迟时间方法和超前时间方法。应用自由空间中均匀流动中的单极子声源作为校核算例，对于所发展的两种FW-H计算方法与解析解对比分析，得到了非常满意的结果。初步验证了FW-H方程的精确性与适用性。2. 其次，采用脱体涡模拟与三维的 Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H)方程匹配的混合方法，数值研究了高雷诺数下串列圆柱的流场与辐射声场。首先采用不同湍流模型的脱体涡模拟方法数值模拟了串列圆柱近声场的非定常流动，结果表明，基于SST-kω湍流模型的脱体涡模拟方法能较好的模拟串列圆柱的流动特性，其近场非定常流动和平均流场都能与实验结果较好吻合。然后，以脱体涡模拟的近声场为基础，通过求解可穿透积分面的FW-H方程时域公式获得远声场信息，远场频谱特性与实验结果吻合较好。这充分了脱体涡模拟与FW-H积分混合方法预测多钝体绕流气动噪声的精度与可行性。3.进一步的，运用基于SST kω的脱体涡模拟了基本起落架的非定常流动，并且与实验结果进行了严格的对比分析。然后采用FW-H积分方法，预测了起落架的远场气动噪声特性。