بررسی عددی اثر مکش جریان بر کاهش نویز آکوستیک حاصل از جریان روی یک استوانه سه‌بُعدی

مقوله آیروآکوستیک، یکی از مباحث مهم در طراحی وسایل پرسرعت امروزی نظیر هواپیماهای غول پیکر و قطارهای سریع السیر است. در همین راستا تلاش بر این است که این وسایل به گونه ای طراحی شوند که حداقل نویز آیردینامیک را داشته باشند. استوانه به عنوان یک جسم پَخ کاربردهای گسترده ای در طراحی تجهیزات مختلف نظیر ارابه فرود هواپیما دارد. بنابراین کاهش نویز استوانه می تواند کاربردهای گسترده ای داشته باشد. در این مقاله یک روش برای کاهش نویز آیروآکوستیک حاصل از جریان روی استوانه ارایه و به صورت عددی مطالعه شده است. این کار با مکش جریان به داخل شیارهایی روی استوانه انجام شده است. محاسبه عددی آکوستیک، به روش قیاس آکوستیک لایت هیل و با به کارگیری معادلات موج فاکس ویلیام هاوکینگز انجام شده است. حل جریان به صورت سه بُعدی و گذرا با زمان و با استفاده از مدل اغتشاشی شبیه سازی گردابه های بزرگ انجام می شود. مشخصات شیارها نظیر ابعاد و فاصله آنها روی نویز آکوستیک تولیدشده مورد مطالعه قرار داده شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که روش کنترل فعال ارایه شده در این مقاله، یک روش موثر و در عین حال ساده برای کنترل نویز است. استوانه مورد استفاده در تحقیق حاضر در جریان با سرعت 250کیلومتر بر ساعت صدایی حدود 110دسی بل تولید می کند. مطابق نتایج به دست آمده می توان گفت که با چیدمان بهینه و تعداد شیارها و سرعت مناسب مکش جریان می توان سطح صدای حاصل از استوانه را تا حدود 60دسی بل کاهش داد.

Numerical Study of the Effect of Flow Suction on the Reduction of Acoustic Noise Due to the Flow on a Three-Dimensional Cylinder

one of the key issues in the design of highspeed modern devices such as giant aircraft and highspeed trains. In this regard, it is to design these devices in such a way to have at least aerodynamic noise. The cylinder, as a bluff body, is widely used in the design of various devices, such as a landing gear. Therefore, the reduction of cylinder noise can be widely used. In the present study, numerical solution is used to present a method for reducing the noise generated by flow on the cylinder. This is done by flow suction from the grooves the cylinder. Acoustic numerical calculations were performed, using LightHill's acoustic analog approach in the form of wave equations of FfowcsWilliams Hawkings model. The numerical solution is performed in the threedimensional unsteady form, using the large eddy simulation turbulence model. The characteristics of the grooves, such as their dimensions and distance the generated acoustic noise have been studied. The results show that the active control method presented in this paper is an effective and yet simple way to control noise. The cylinder used in the present study produces a noise of about 110 dB at a speed of 250 km/h. According to the results, it can be said that by optimally arranging the number of slots and creating a proper flow suction, its sound level can be reduced to about 60 dB.