بررسی تجربی نویز لبه فرار لایه مرزی آشفته با استفاده از اندازه گیری فشار ناپایای سطح

Abstract

ضرورت کاهش صدای نامطلوب ناشی از هواپیماها، توربین های بادی و فن ها، باعث ایجاد علاقه مندی زیادی در رابطه با شناسایی منابع نویز اینگونه وسایل شده است. نویز لبه فرار لایه مرزی آشفته یکی از منابع اصلی نویز آیرودینامیکی بوده و در دهه های گذشته مطالعات گسترده ای روی آن انجام گرفته است. بررسی ها نشان داده که طیف فشار سطح، طول مشخصه نوسانات فشار سطح در راستای دهانه بال و سرعت جابجایی ادی ها در محدوده لبه فرار پارامترهای مهمی در تعیین نویز دوردست ناشی از لبه فرار هستند. در مطالعه حاضر جهت اندازه گیری پارامترهای فوق، یک صفحه تخت مجهز به سنسورهای فشار سطحی در دو راستای جریان و دهانه بال طراحی و ساخته شده است. همچنین از میکروفون های کوچک کندانسوری FG-23329-P07 به عنوان سنسور فشار ناپایا استفاده شده است. کلیه آزمایش ها در تونل باد مادون صوت دانشگاه یزد و در سه سرعت 10، 15 و 20 متر بر ثانیه انجام گرفته است. طول مشخصه در راستای دهانه مدل و سرعت جابجایی ادی ها به ترتیب از طریق داده برداری همزمان فشار ناپایای سطح در نقاط مختلف در راستای دهانه مدل و در راستای جریان و با استفاده از چگالی طیفی متقابل محاسبه شده است. نتایج حاصله، شامل طیف فشار سطح، توابع همدوسی طولی و عرضی و سرعت جابجایی ادی ها، اطلاعات زیادی در رابطه با ساختار جریان در لایه مرزی آشفته فراهم نموده است. نتایج نشان می دهد که بهترین اجتماع داده های طیف فشار سطح در محدوده فرکانس های پایین و فرکانس های میانی و بالا به ترتیب به ازای استفاده از مقیاس های لایه مرزی خارجی و داخلی حاصل خواهد شد. همچنین توابع همدوسی طولی و عرضی، به ترتیب اطلاعات مناسبی از طول عمر (و یا برعکس آن، فروپاشی) ادی ها و ابعاد فیزیکی آن ها ارائه می دهد. در نهایت با استفاده از مدل تحلیلی امیت - راجر، نویز لبه فرار صفحه تخت در دوردست پیش بینی شده که نتایج نشان دهنده کارایی مناسب این مدل در پیش بینی نویز لبه فرار لایه مرزی آشفته است.