[发明专利]声源计算方法、计算装置以及计算机可读存储介质

权利要求书

1.一种声源计算方法，用于通道内叶轮机械的声源计算，其特征在于，包括：

步骤a.模拟通道内叶轮机械的非定常流动，获得非定常流场计算结果；

步骤b.根据所述步骤a的计算结果，对所述通道选取多个轴向位置的多个计算截面，所述多个计算截面之间具有第一轴向间距，使所述多个计算截面的声压级位于误差带内；提取所述多个计算截面的计算输入数据，所述计算输入数据包括平均主流流动参数、阵列坐标、各阶谐波下阵列数值；

步骤c.根据所述步骤b提取所述通道的计算输入数据，进行模态分解，得到所述通道的声模态数据；

步骤d.根据所述步骤c的所述通道的声模态数据，获得每个可传播模态的声压级信息。

2.如权利要求1所述的声源计算方法，其特征在于，在所述步骤b中，对所述通道选取多个轴向位置的多个截面的步骤包括：

步骤b1：预估声源信息

通过以下公式计算周向模态的阶数m：

m＝sB-kv

其中，B是叶轮机械的转子叶片数目，v是叶轮机械的静子叶片数目，s是谐波阶数，一般取前三阶，k一般取-10到10，

模态的截止条件是其中其中，M是轴流马赫数，C₀是声速，Ω是转速(rad/s)，k_m,n是亥姆霍兹方程特征值；

步骤b2：精度分析

选取高阶模态，给定相位和幅值，获得多个轴向间距的声场计算数据，选取轴向间距位于声压级的误差带内的轴向间距为所述第一轴向间距。

3.如权利要求1所述的声源计算方法，其特征在于，所述步骤c中，所述模态分解包括，通过以下公式计算周向模态的阶数m：

m＝sB-kv，

其中，B是叶轮机械的转子叶片数目，v是叶轮机械的静子叶片数目，s是谐波阶数，一般取前三阶，k一般取-10到10。

4.如权利要求3所述的声源计算方法，其特征在于，在所述步骤c中，模态的截止条件是其中其中，M是轴流马赫数，C₀是声速，Ω是转速(rad/s)，k_m,n是亥姆霍兹方程特征值。

5.如权利要求4所述的声源计算方法，其特征在于，在所述步骤c中，周向模态根据所述步骤b提取的所述阵列数值以及阵列坐标，结合周向模态形状函数的理论解得到。

6.如权利要求1所述的声源计算方法，其特征在于，在所述步骤c中，先计算得到周向模态，再结合径向模态形状函数以及轴向模态形状函数的理论解，获得径向模态。

7.如权利要求6所述的声源计算方法，其特征在于，利用最小二乘法对所述多个截面的阵列坐标、各阶谐波下阵列数值构建代价函数，当所述代价函数最小时，求解获得径向模态，即其中，C表示代价函数，P表示径向模态；得到矩阵为：系数*径向模态＝源项，其中源项由周向模态、径向模态和轴向模态形状函数构成，系数由轴向模态形状函数和径向模态形状函数构成。

8.如权利要求1所述的声源计算方法，其特征在于，所述步骤d中，根据所述步骤c得到所述通道的声模态数据，代入声压级公式：

SPL＝20*log(P_mn/(2*10^-5))，

其中P_mn表示可传播模态幅值，可以获得每个可传播模态的声压级信息。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行实现如权利要求1-8任意一项所述的声源计算方法。

10.一种声源计算装置，其特征在于，包括：

计算机可读存储介质，用于存储可由处理器执行的指令；

处理器，用于执行所述指令以实现如权利要求1至8任一项所述的声源计算方法。