پیش‌بینی عددی نویز میدان‌نزدیک و آکوستیک‌برگشتی حاصل از جت‌صوتی در شرایط‌ کاری مختلف

نویز (صوت) حاصل از جت مافوق‌صوت آشفتۀ خروجی از نازل‌های همگرا یا همگرا–واگرا اثرات مخربی بر محیط و انسان‌های اطراف دارد. برای جلوگیری از این اثرات مخرب، سازوکارهای تولیدکنندۀ نویز در میدان‌ نزدیک و پشت نازل باید به‌خوبی فهم شود. در این پژوهش یک نازل خفه‌شده و صدای ناشی از آن به‌صورت دوبعدی و با استفاده از رویکرد urans و مدل آشفتگی kε realizable مطالعه شده است. صدای حاصل از این جت آشفته در میدان نزدیک و پشت نازل با حل معادلۀ ویلیامز–هاوکینگز به‌دست آمده است. تاثیر پارامترهای فشار و دمای خروجی از نازل روی نویز حاصل از جت آشفته بررسی شده است. تغییر دما، اثرات قابل توجه‌ای روی لایۀ برشی و طول هستۀ پتانسیل جت دارد. نویز ثبت‌شده در نزدیک دهانۀ نازل و پشت نازل نشان می‌دهد که حضور سلول‌های ضربه‌ای در پلوم جت بر امواج آکوستیکی منتشرشده به‌سمت بالادست اثر داشته است و باعث به‌وجودآمدن نویز پهن‌باند ناشی از سلول ضربه‌ای می‌شود. این نویز برای جت سرد با دمای 300کلوین مقداری در حدود 100دسی‌بل و برای جت گرم با دمای 600کلوین مقداری در حدود 105دسی‌بل دارد. با افزایش فشار نازل به دوبرابر مقدار اولیه، نویز ثبت‌شده به حدود 124دسی‌بل رسیده است.

Numerical Prediction of Near-field Noise and Return Acoustics from Sonic Jets in Different Operating Conditions

The emitted noise (sound) by turbulent supersonic jet flow coming out from convergent or convergentdivergent nozzles has destructive effects on the environment and humans. To prevent these effects, the noise generation mechanisms should be well studied in the near field and behind the nozzle. In this study, a choked nozzle and its emitted noise are studied in two dimensions using the URANS approach and the kε Realizble turbulence model. The noise from the turbulent jet in the near field and behind the nozzle is also obtained by solving the WilliamsHawking equation. The effect of nozzle pressure and temperature on the radiated noise has been investigated. The temperature changes affect the shear layer and the length of the jet potential core. The recorded noise close to the nozzle lip and behind the nozzle indicate that the presence of shock cells in the jet plume affects the acoustic waves propagate upstream. It causes broadband shock cellassociated noise. This noise is about 100 db for a cold jet with a temperature of 300 K and about 105 db for a hot jet with a temperature of 600 K. By increasing the nozzle pressure twice the initial value the noise reaches about 124 db.