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题名湍流边界层壁面脉动压力波数-频率谱归一化研究
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作者
冯奕腾
胡海豹
杜鹏
章荣平
赵鲲
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机构
西北工业大学航海学院
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出处
《振动与冲击》
2025年第19期114-124,共11页
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基金
基础加强项目(2022-xxxxx-xxx)。
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文摘
波数-频率谱是描述湍流边界层壁面脉动压力相关特性的重要统计学工具。为了进一步掌握湍流边界层壁面脉动压力共性特征,从而支撑预测模型构建,需开展湍流边界层壁面脉动压力波数-频率谱归一化研究。首先基于由Lighthill方程推导建立的可压缩基湍流边界层壁面脉动压力波数-频率谱预测模型,通过源项优化推导建立了波数-频率谱归一化方法。然后,在低速风洞中开展平板湍流边界层壁面脉动压力测量试验,通过运用热线风速仪获得了近壁面速度分布特征,支撑了归一化方法构建;利用表面阵列,获得了不同风速下湍流边界层壁面脉动压力自谱、波数-频率谱特征。最后,基于试验数据,验证了所构建的波数-频率谱归一化方法。研究表明:通过对预测模型中源项进行合理的优化,可形成波数-频率谱归一化方法构建;表面阵列可以实现对湍流边界层壁面脉动压力自谱以及波数-频率谱的测量,能够较为准确地反映湍流边界层壁面脉动压力的相关特性;通过对波数-频率谱的归一化,验证了归一化方法的适用性,可以认为归一化波数-频率谱与马赫数、雷诺数等无关。该研究可为航空、航海、高铁等工程领域的流致噪声问题研究提供理论支撑。
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关键词
湍流边界层(TBL)
壁面脉动压力
波数-频率谱
归一化
低速风洞
热线风速仪(HWA)
表面阵列
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Keywords
turbulent boundary layer(TBL)
wall-pressure fluctuation
wavenumber-frequency spectrum
normalization
low-speed wind tunnel
hot-wire anemometer(HWA)
surface array
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分类号
TH212
[机械工程]
TH213.3
[机械工程—机械制造及自动化]
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