● 摘要
出于对消声短舱流动管道降噪机理研究的迫切需求，从五、六十年代起，航空界就开始重视发动机中铺设声衬的管道声传播的理论和实验。然而实际流管的声学问题涉及管道内的流场、声场，流场与声场之间以及它们与管道相互作用等诸多因素的影响。因此就需要借助高效便捷的工具来模拟，并研究声场特征和声波传播机理。本文在原有二维和准三维的基础上，发展了用来计算矩形流管声场的三维有限元方法，对流管声学的正问题进行研究。这个方法使用了具有二阶精度的20节点有限元单元，来描述均匀流动情况下三维声场的声传播，散射和吸收。本文主要通过三维有限元方法在流管计算当中的应用，以及三维有限元和二维计算气动声学(CAA)、准三维方法计算结果的对比，得出以下结论：1. 在铺设声衬并有均匀流的管道声传播中，不同方法在低阶模态上的计算结果是相当一致的，并且准三维可以很好地反映出三维效应；2. 随着模态阶数的增加或流动速度的增加，三维和准三维的计算结果可能出现一定的差异；3. 管道内多个侧面同时铺设有声衬时，需要综合考虑三维效应。