計算氣動聲學(xué)方法及應(yīng)用：航空發(fā)動機及飛機氣動噪聲數(shù)值模擬
定 價：138 元
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- 作者：高軍輝,陳超,李曉東
- 出版時間：2025/2/1
- ISBN：9787030809803
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類：O429
- 頁碼：248
- 紙張：
- 版次：1
- 開本：B5
計算氣動聲學(xué)是一個相對較新的研究領(lǐng)域，它從更基本的層次出發(fā)，采用計算方法對氣動聲學(xué)問題直接進行數(shù)值模擬來研究氣動噪聲的產(chǎn)生機理和傳播特性，以獲得對物理本質(zhì)更深刻的理解。因此它是計算流體力學(xué)和氣動聲學(xué)的交叉學(xué)科。但是，計算氣動聲學(xué)方法并不是計算流體力學(xué)方法的簡單應(yīng)用和復(fù)制，而是存在著很大的創(chuàng)新和發(fā)展。本書內(nèi)容包括基本的計算氣動聲學(xué)方法，如頻散關(guān)系保持格式、具有良好頻散和耗散特性的時間推進方法、無反射邊界條件等，同時也包含作者在計算氣動聲學(xué)方法方面的拓展，如針對復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格塊界面通量重構(gòu)方法、低頻散低耗散的高精度譜差分格式、多時間步長推進方法、時域阻抗邊界條件等，還包含這些方法在復(fù)雜氣動聲學(xué)問題上的應(yīng)用。
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1995.9—1999.7北京航空航天大學(xué) 發(fā)動機系 本科
1999.9—2002.4 北京航空航天大學(xué) 發(fā)動機系 研究生
2002.9—2007.5 能源與動力工程學(xué)院 博士
2007.7-2009.6 北京航空航天大學(xué) 流體機械博士后
2009.6-2012.6 北京航空航天大學(xué) 能源與動力工程學(xué)院 講師
2011.2-2012.1 麻省理工學(xué)院 航空航天系 訪問學(xué)者
2012.7-至今 北京航空航天大學(xué)副教授 作為通訊作者、第一作者發(fā)表論文50篇，其中SCI檢索10篇、EI檢索20篇聲學(xué)學(xué)會 計算氣動聲學(xué)分會 委員
目錄
前言
第1章 緒論 1
第2章 離散格式 4
2.1 有限差分方法的基本概念 4
2.1.1 顯式格式 5
2.1.2 差分格式的誤差分析 6
2.2 頻散關(guān)系保持格式 11
2.2.1 格式優(yōu)化 12
2.2.2 群速度分析 13
2.2.3 算例測試比較 16
2.3 緊致格式 17
2.4 偏側(cè)模板格式.19
2.5 格式穩(wěn)定性 22
2.6 有選擇性人工黏性 26
2.7 空間濾波方法.29
2.7.1 顯式濾波格式 29
2.7.2 緊致濾波格式 33
第3章 時間推進方法 35
3.1 低耗散低頻散Runge-Kutta方法.35
3.2 Adams-Bashforth時間離散格式.41
3.2.1 Adams-Bashforth格式的頻散關(guān)系及優(yōu)化 41
3.2.2 格式穩(wěn)定性分析 43
第4章 無反射邊界條件 45
4.1 Thompson無反射邊界條件 48
4.2 Giles無反射邊界條件.51
4.2.1 理想無反射邊界條件.53
4.2.2 一維非定常無反射邊界條件 54
4.2.3 二階近似邊界條件 55
4.3 基于攝動解的邊界條件 56
4.3.1 線化Euler方程的頻散關(guān)系和攝動解 56
4.3.2 輻射邊界條件 61
4.3.3 出流邊界條件 62
4.3.4 三維輻射和出流邊界條件 64
4.4 Newtonian阻尼吸收邊界條件 65
第5章 阻抗邊界條件 66
5.1 聲阻抗的定義 66
5.2 時域阻抗邊界條件采用的阻抗模型 67
5.3 時域阻抗邊界條件的實現(xiàn) 70
5.4 無限大阻抗平面的反射 75
5.5 二維直管道的聲傳播 77
第6章 網(wǎng)格塊界面通量重構(gòu)方法 83
6.1 通量不連續(xù)和通量重構(gòu)思想 83
6.2 界面通量重構(gòu)方法 85
6.2.1 數(shù)值方法 85
6.2.2 網(wǎng)格塊界面通量重構(gòu)方法 85
6.3 穩(wěn)定性分析 87
6.4 BIFR方法精度驗證 90
6.4.1 一維高斯波傳播 90
6.4.2 平均流中的渦遷移 92
6.4.3 雙圓柱聲散射 96
6.4.4 圓柱繞流 99
6.5 改進的界面通量重構(gòu)方法 101
6.6 改進方法的穩(wěn)定性分析 103
6.7 改進方法的精度驗證106
6.7.1 非一致尺度網(wǎng)格 107
6.7.2 扭曲網(wǎng)格 108
6.7.3 三圓柱聲散射 110
第7章 多時間步長方法 113
7.1 多尺度流動問題與多時間步長推進策略 113
7.2 基于 Adams-Bashforth格式的多時間步長推進策略 113
7.3 精度驗證 121
7.3.1 一維測試算例 122
7.3.2 二維測試算例 124
第8章 譜差分方法 129
8.1 譜差分方法簡介 129
8.2 一維譜差分方法介紹 131
8.3 二維譜差分方法介紹 134
8.4 譜差分格式優(yōu)化 136
8.5 算例驗證 151
8.5.1 均勻流動中的高斯波傳播 151
8.5.2 聲波的壁面反射 153
8.5.3 單圓柱聲散射 153
8.5.4 雙圓柱聲散射 155
第9章 針對旋轉(zhuǎn)流動和噪聲的滑移界面通量重構(gòu)方法 159
9.1 問題及現(xiàn)狀簡介 159
9.2 數(shù)值方法 160
9.2.1 控制方程 160
9.2.2 滑移網(wǎng)格界面方法 161
9.3 精度討論 168
9.4 算例驗證 174
9.4.1 Taylor-Couette流動 174
9.4.2 旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格上的二維渦遷移 176
9.4.3 旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格上的三維渦遷移 178
9.4.4 旋轉(zhuǎn)橢圓柱繞流 181
9.4.5 T106A低壓渦輪葉柵 183
9.4.6 螺旋槳噪聲 185
9.4.7 風(fēng)扇噪聲 187
第10章 管道聲傳播模擬 192
10.1 管道聲學(xué)簡介 192
10.2 數(shù)值方法 194
10.2.1 控制方程 194
10.2.2 離散方法 195
10.2.3 邊界條件 196
10.3 算例驗證 200
10.3.1 切向流阻抗管內(nèi)聲傳播 200
10.3.2 JT15D聲傳播和輻射.201
第11章 30P30N高升力翼型氣動噪聲數(shù)值模擬 205
11.1 問題簡介 205
11.2 數(shù)值方法 206
11.2.1 脫體渦模擬方法 206
11.2.2 多時間步長方法 208
11.2.3 邊界條件 208
11.2.4 FW-H積分方法 209
11.3 計算結(jié)果和討論 209
11.3.1 流場 211
11.3.2 壁面動態(tài)壓力和遠(yuǎn)場噪聲 217
第12章 超聲速雙噴流耦合噪聲數(shù)值模擬研究 222
12.1 問題簡介 222
12.2 數(shù)值方法 223
12.2.1 離散格式 223
12.2.2 網(wǎng)格塊界面通量重構(gòu)方法 223
12.2.3 邊界條件 223
12.3 數(shù)值結(jié)果和討論 225
12.3.1 流場 225
12.3.2 噪聲頻譜 227
12.3.3 動力學(xué)模態(tài)分解 229
12.3.4 雙噴流嘯音頻率偏移 232
參考文獻 236
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