Investigation of shock–acoustic-wave interaction in transonic flow
Investigation of shock–acoustic-wave interaction in transonic flow
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跨音速流中冲击声波相互作用的研究
DOI：
10.1007/s00348-017-2466-z
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发表时间：
2018
影响因子：
2.4
通讯作者：
W. Schröder
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
A. Feldhusen-Hoffmann;V. Statnikov;M. Klaas;W. Schröder
超临界翼型的抖振流场主要由机翼吸力面的自持激波振荡所控制。理论假设这种不稳定性是由激波下游流场中扰动的声反馈回路驱动的，激波的上游传播部分由声波产生。因此，在这项研究中，第一个变化的机翼的后缘噪声在抖振周期，这迫使冲击波向上游和向下游移动的声压级检测，然后，抖振期间的冲击波振荡的灵敏度外部声学强迫进行了分析。本文采用时间分辨的标准粒子图像测速技术和层析粒子图像测速技术（PIV）对超临界翼型跨音速抖振流场进行了研究。自由飞行马赫数为，攻角为，弦基雷诺数为。扰动兰姆矢量场，它描述了后缘噪声的主要声源项，确定从层析PIV数据。随后，抖振流场被人为产生的声场干扰，该声场的声强度与从PIV数据确定的Lamb矢量相当。结果证实了抖振是由声反馈回路驱动的假设，并表明激波振荡直接响应于外部声强迫。也就是说，人工声扰动的幅度调制频率确定冲击振荡。
The buffet flow field around supercritical airfoils is dominated by self-sustained shock wave oscillations on the suction side of the wing. Theories assume that this unsteadiness is driven by an acoustic feedback loop of disturbances in the flow field downstream of the shock wave whose upstream propagating part is generated by acoustic waves. Therefore, in this study, first variations in the sound pressure level of the airfoil’s trailing-edge noise during a buffet cycle, which force the shock wave to move upstream and downstream, are detected, and then, the sensitivity of the shock wave oscillation during buffet to external acoustic forcing is analyzed. Time-resolved standard and tomographic particle-image velocimetry (PIV) measurements are applied to investigate the transonic buffet flow field over a supercritical DRA 2303 airfoil. The freestream Mach number is, the angle of attack is, and the chord-based Reynolds number is. The perturbed Lamb vector field, which describes the major acoustic source term of trailing-edge noise, is determined from the tomographic PIV data. Subsequently, the buffet flow field is disturbed by an artificially generated acoustic field, the acoustic intensity of which is comparable to the Lamb vector that is determined from the PIV data. The results confirm the hypothesis that buffet is driven by an acoustic feedback loop and show the shock wave oscillation to directly respond to external acoustic forcing. That is, the amplitude modulation frequency of the artificial acoustic perturbation determines the shock oscillation.
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