Валидация метода определения модального состава тонального звукового поля в цилиндрическом канале на основе синхронных измерений в канале и дальнем поле при отсутствии потока

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработан метод определения модального состава коррелированных звуковых мод, распространяющихся в цилиндрическом канале, особенностью которого является учет эффекта отражения звука от открытого конца канала с помощью численного или аналитического расчета коэффициентов отражения. В заглушенной камере AК-2 проведена валидация данного метода, в которой звуковое поле создавалось в канале маломасштабной модели воздухозаборника с помощью 12 динамиков на фиксированных частотах, определение модального состава осуществлялось с помощью 48 микрофонов, установленных заподлицо стенок канала, и проводились синхронные измерения направленности излучения звука из открытого конца канала в дальнем поле. При этом на основе найденных амплитуд звуковых мод в канале проводился расчет характеристик излучения в дальнем поле с использованием аналитического решения по излучению звука из полубесконечного цилиндрического канала, результаты которого сравнивались с результатами измерений. Показано, что амплитуды звуковых мод, найденные согласно разработанному методу, позволяют с высокой точностью восстановить характеристики дальнего звукового поля в тех случаях, когда число сгенерированных распространяющихся мод в канале не превышает количества установленных микрофонов в цилиндрической решетке.

Об авторах

Н. Н. Остриков

ФАУ “ЦАГИ”, Акустическое отделение

Email: nikolay.ostrikov@tsagi.ru
Россия, 105005, Москва, ул. Радио 17

М. А. Яковец

ФАУ “ЦАГИ”, Акустическое отделение

Email: nikolay.ostrikov@tsagi.ru
Россия, 105005, Москва, ул. Радио 17

И. С. Ипатов

ФАУ “ЦАГИ”, Акустическое отделение

Email: nikolay.ostrikov@tsagi.ru
Россия, 105005, Москва, ул. Радио 17

И. В. Панкратов

ФАУ “ЦАГИ”, Акустическое отделение

Автор, ответственный за переписку.
Email: nikolay.ostrikov@tsagi.ru
Россия, 105005, Москва, ул. Радио 17

Список литературы

  1. Dougherty R.P., Mendoza J.M. Nacelle In-duct Beamforming using Modal Steering Vectors // AIAA Paper. 2008. 2008–2812.
  2. Sijtsma P. CLEAN based on spatial source coherence // Int. J. Aeroacoustics. 2009. V. 6. № 4. P. 357–374.
  3. Lowis C.R., Joseph P.F., Kempton A.J. Estimation of the far-field directivity of broadband aeroengine fan noise using an in-duct axial microphone array // J. Sound. Vib. 2010. V. 329. P. 3940–3957.
  4. Tester B.J., Murray P.B. An in-duct to far-field phased array technique for validation of fan broadband liner per-formance at representative Mach numbers // AIAA Paper. 2013. 2013–2211.
  5. Tester B.J., Özyörük Y. Predicting far-field broadband noise levels from in-duct phased array measurements // AIAA Paper. 2014. 2014–2913.
  6. Tester B.J., Özyörük Y., Sutliff D.L., Bozak R.F. Predicting far-field broadband noise levels from in-duct phased array measurements // ICSV-22. Florence (Italy) 12–16 July. 2015.
  7. Dougherty R.P. Mutual Incoherence of Broadband Duct Acoustic Modes // AIAA Paper. 2016. 2016–3032.
  8. Tapken U., Pardowitzy B., Behnz M. Radial mode analysis of fan broadband noise // AIAA Paper. 2017. 2017–3715.
  9. Dougherty R.P., Bozak R.F. Two-dimensional Modal Beamforming in Wavenumber Space for Duct Acoustics // AIAA Paper. 2018. 2018–2805.
  10. Fauqueux S., Davy R. Modal Deconvolution Method in a Finite Circular Duct, using Flush-mounted Microphones // AIAA Paper. 2018. 2018–3927.
  11. Fauqueux S., Davy R., Méry F. Duct modal detection tool to characterize the noise source generated by an air pump // AIAA Paper. 2019. 2019–2419.
  12. Копьев В.Ф., Остриков Н.Н., Яковец М.А., Ипатов М.С., Кругляева А.Е., Сидоров С.Ю. Излучение звука из открытого конца канала, моделирующего воздухозаборник авиадвигателя в статических условиях и в потоке // Акуст. журн. 2019. Т. 65. № 1. С. 59–73.
  13. Tam C.K.W., Parrish S.A., Envia E., Chien E.W. Physics of Acoustic Radiation from Jet Engine Inlets // AIAA Paper. 2012. 2012–2243.
  14. Ostrikov N.N., Yakovets M.A., Ipatov M.S., Pankratov I.V., Denisov S.L. Experimental study of the effect of flow velocity at the inlet on the azimuthal mode radiation: static and flight // 24th Int. Congress on Sound and Vibration, ICSV 2017, 2017.
  15. Вайнштейн Л.А. // Докл. АН СССР. 1947. Т. 58. № 11. С. 1957.
  16. Levine H., Schwinger J. Radiation of sound from a circular pipe // Phys. Rev. 1948. V. 73. P. 383–406.
  17. Вайнштейн Л.А. Теория дифракции и метод факторизации. М.: Советское радио, 1966. 432 с.
  18. Lympany S.V., Karon A.Z., Wadsworth M.L., Funk R., Ahuja K.K. An Experimental Facility for Measuring the Acoustic Reflection and Transmission of Higher-Order Modes in Heated Flows, Part 1: Design and Methodology // AIAA Paper. 2018. 2018–3133.
  19. Остриков Н.Н. Асимптотический метод учета влияния пограничного слоя высокоскоростного потока на характеристики распространения звуковых мод в цилиндрическом канале с жесткими стенками // Докл. Рос. Акад. наук. Физика, технические науки. 2022. Т. 506. № 1. С. 104–112.

© Н.Н. Остриков, М.А. Яковец, И.С. Ипатов, И.В. Панкратов, 2023