《彈性空腔可壓縮流動的剪下層不穩定性及振盪機理研究》是依託中國空氣動力研究與發展中心，由王顯聖擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：彈性空腔可壓縮流動的剪下層不穩定性及振盪機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王顯聖
- 依託單位：中國空氣動力研究與發展中心
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高速空腔誘導的可壓縮流動結構十分複雜，流場中經常形成高強度且多頻率分量的動載荷激勵，不僅加速了空腔薄壁結構的疲勞破壞，還可能引發結構共振，嚴重危及飛行器系統結構安全和作戰效能提高。.本申請擬針對彈性空腔可壓縮流動的剪下層不穩定性及振盪機理開展研究，以典型薄壁結構空腔為研究對象，通過風洞流場顯示、非定常流動/振動特性測量、頻譜分析和不穩定性分析等多種研究手段，獲取彈性空腔可壓縮流動時均/動態特性以及腔體結構振動特性，分析流場中渦擾動增長特性和波系演化規律，揭示彈性邊界對擾動反饋迴路和剪下層Kelvin-Helmholtz不穩定性的影響機制，闡明彈性空腔非定常氣動激勵對腔體結構振動的作用規律，研究空腔可壓縮流動與結構振動相互作用機理，為探索飛行器非定常流動/振動/噪聲耦合機理等前沿基礎問題和解決內埋武器系統振動與噪聲控制等工程實際問題提供技術儲備。
結題摘要
空腔流場中經常存在高強度且多頻率分量噪聲，引起空腔噪聲載荷與結構振動之間的耦合，甚至發生結構共振，危及飛行器系統結構安全和作戰效能提高。通過風洞實驗和理論分析，以彈性空腔為研究對象，模擬了空腔流致噪聲與結構振動相互作用問題。基於相似原理，構建空腔多物理場特性風洞試驗模擬方法，搭建適用於空腔的多物理場測試平台，綜合採用流場顯示、非定常流動/振動特性測量、頻譜分析等多種研究手段；開展彈性空腔高速風洞試驗，獲取了彈性空腔可壓縮流動時均/動態特性以及腔體結構振動特性；開展空腔多場數據天地相關性分析及數據修正方法研究，建立了多物理場動態數據綜合處理方法；分析了彈性壁邊界條件下的空腔流動、振動和噪聲特性，以及流場中渦擾動增長特性和波系演化規律，揭示彈性邊界對空腔噪聲擾動增長的影響機制，闡明彈性壁面邊界對空腔擾動增長迴路與結構振動相互作用原理。結果顯示，在彈性空腔聲振耦合問題中，當振動強度較弱時，結構振動對空腔噪聲影響較小，不過空腔噪聲對結構振動影響較大，在噪聲載荷主頻位置，振動譜出現峰值並且噪聲/振動相關性達到最強；此外，空腔結構振動還與其固有頻率特性密切相關，振動主要以低階模態為主。項目通過高速風洞實驗積累了大量數據，為我國空腔類布局的飛行器部件氣動/結構/噪聲多目標一體化設計提供了理論指導和數據依據。
