三维圆柱声辐射特性数值模拟研究

了解流噪声产生机理及其特性,对于正确预测以及降低海洋结构物噪声具有重要意义。为了详细分析圆柱绕流的声辐射特性,对三维圆柱绕流噪声进行了数值模拟研究。首先,采用大涡模拟（large eddy simulation,简称LES）方法计算了非定常流场特征,结果与试验数据对比吻合良好;接着,基于流场结果利用FW-H方程以面积分法预测远场噪声,其总声压级与试验误差在5%以内,验证了方法的有效性;随后,对圆柱绕流噪声的辐射特性进行了分析,发现关于圆柱对称的各点总声压级相等,表明圆柱绕流声场具有对称性,与来流方向垂直、平行的各点声压级存在峰值,峰值频率分别对应于圆柱绕流涡脱落频率和涡脱落频率的两倍;最后,在亚临界雷诺数范围内分析了不同雷诺数对圆柱绕流噪声的影响。分析结果将为后续降噪研究提供一定参考。