[发明专利]一种改进隔板喷嘴声能耗散的修型方法

权利要求书

1.一种改进隔板喷嘴声能耗散的修型方法，其特征在于：对于不同铣平程度，改变声能耗散，实现不同的吸声效果；ξ为铣平程度，其代表了铣平部分所占的比重，其值越大，则铣去部分越多，它的定义为：

其中，R为圆柱半径，d为圆柱未被铣去部分的长度；

声能耗散的计算是将隔板喷嘴模型简化为带有面积梯度的矩形狭缝管内声波传播模型；

平面声波在变截面矩形狭缝的管内传播，矩形狭缝高为2a、宽为2b,横截面积为2a×2b,其中a＞＞b,管内没有平均流动；管壁是刚性的，管壁附近的媒质质点粘附于管壁，速度为0，而离管壁越远，媒质质点受管壁的约束小，速度大，于是管中就产生速度梯度，各层媒质之间将产生相对运动，而媒质质点就因此受到粘性力的作用。

2.根据权利要求1所述的一种改进隔板喷嘴声能耗散的修型方法，其特征在于：根据N-S方程的动量方程，由于粘性力作用在截面方向，因此忽略粘性力在狭缝长度方向的作用，得到：

其中，ρ为密度，η为动力粘度，u为速度，y为狭缝宽度方向，i为虚数单位，ω为声波频率，p为压强，x为狭缝长度方向，下标0的参数代表平衡值，未标0的参数均为扰动参数；

同样的，忽略热传导在狭缝长度x方向的作用，得到能量方程：

其中，κ为热传导系数，T为燃气温度，C_p为定压比热；

速度和温度在横截面上的边界条件为，当y＝±b时，u＝0,T＝0，由此分别求出速度和温度在截面上的分布，然后在截面上取平均值：

其中，下标a代表扰动参数在横截面上的平均值，F(δ₁)、F(δ₂)分别为δ₁、δ₂的函数：

其中，δ₁、δ₂分别为声波粘性耗散边界层厚度和声波热传导耗散边界层厚度，其定义为：

变截面矩形狭缝半宽度b随长度x方向变化的表达式为：

参数b_m为相邻隔板喷嘴间的最小间隙值；

根据理想气体状态方程：

则连续性方程写为：

其中，t为时间变量，c为声速；

将求得的截面平均速度和温度，代入连续性方程，得到波动方程：

其中，γ为比热比；

求得波动方程后，进行数值计算分析声波压强在轴向空间位置上的分布，压强扰动为向下游传播的声波A⁺和向上游传播的声波A^-的叠加，即p＝A⁺+A^-，而速度扰动u_a＝kF(δ₁)(A⁺+A^-)/ρ₀ω，k为声波的波数：

通过求解压强扰动和速度扰动，得到向下游传播的声波幅值A⁺和向上游传播的声波幅值A^-。

3.根据权利要求1所述的一种改进隔板喷嘴声能耗散的修型方法，其特征在于：定义声能耗散系数：

是狭缝入口处向下游传播的声波幅值，是狭缝入口处向上游传播的声波幅值，是狭缝出口处向下游传播的声波幅值，是狭缝出口处向上游传播的声波幅值；耗散系数E表示声波的能量在热粘性作用下的损失情况，其值越大，则损失越多。