Reconstruction of the deterministic turbulent boundary layer for the study of aerofoil self-noise mechanisms
Reconstruction of the deterministic turbulent boundary layer for the study of aerofoil self-noise mechanisms
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重建确定性湍流边界层以研究机翼自噪声机制
DOI：
10.1007/s00348-022-03486-7
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发表时间：
2022
影响因子：
2.4
通讯作者：
Chong T
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chong T
在实验气动声学中，如何同时研究远场辐射和近场流体动力学，并建立两者之间的因果关系一直是一个挑战。本文的主要目的是提出一种实验技术，该技术可以利用在轻度分离或层流边界层的基流下产生的确定性湍流边界层来破坏现有的声散射机制，或重建新的声散射方案，以使系综平均和小波分析能够在空间上研究翼型后缘噪声源机制，时域和频域。这种技术的主要吸引力之一是，实验工具不需要非常高保真的先验，以充分捕捉伪时间分辨边界层不稳定性或湍流结构。在这里介绍的一个案例研究中，卷上的频率为kHz的涡可以准确地捕捉到一个15赫兹的PIV。还证明单个热线探针能够重建时空域中的湍流/相干结构。当翼型后缘受到不同的流动控制处理时，所提出的实验技术可以扩展到其他自噪声场景，例如多孔结构，表面纹理或鳍片，其机制目前在很大程度上还不清楚。图形摘要
In the experimental aeroacoustics, it is always a challenge to study the far-field radiation and near field hydrodynamics simultaneously, and be able to firmly establish the causality between them. The main objective of this paper is to present an experimental technique that can exploit the deterministic turbulent boundary layer generated under a base flow of either mildly separated or laminar boundary layer to either disrupt an existing acoustic scattering mechanism, or reconstruct a new acoustic scattering scenario to enable the ensemble-averaging and wavelet analysis to study the aerofoil trailing edge noise source mechanisms in the spatial, temporal and frequency domains. One of the main attractions of this technique is that the experimental tool does not need to be extremely high fidelity as a priori in order to fully capture the pseudo time-resolved boundary layer instability or turbulent structures. In one of the case studies presented here, roll-up vortices of the order ofkHz can be captured accurately by a 15-Hz PIV. A single hot-wire probe is also demonstrated to be capable of reconstructing the turbulent/coherent structures in a spatio−temporal domain. The proposed experimental technique can be extended to other self-noise scenarios when the aerofoil trailing edge is subjected to different flow control treatments, such as the porous structure, surface texture, or finlet, whose mechanisms are largely not understood very well at present.Graphical abstract
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DOI：
10.2514/6.2019-2457
发表时间：
2019
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
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通讯作者：
Juknevicius A
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