湍流度是表征流場中速度脈動大小的物理量，來流湍流度對下游流動有顯著影響。柱-翼模型是研究流動干涉噪聲的經典模型，然而不同來流湍流度對其干涉噪聲的影響規律尚不明確。
針對柱-翼模型，中國科學院聲學研究所噪聲與音頻聲學實驗室博士生黃福康與導師金中坤對不同來流湍流度下的干涉噪聲和流場特性進行對比研究，揭示了來流湍流強度對干涉噪聲的影響規律。相關研究成果發表于國際學術期刊International Journal of Aeroacoustics。
科研人員對計算域劃分高質量結構網格，采用可壓縮大渦模擬和聲波傳播方程混合方法，在確定計算域入口位置與圓柱相對翼型的實際偏移后，計算不同來流湍流度下柱-翼模型的流場分布和輻射噪聲，并和公開實驗數據進行對比驗證了某一湍流度下計算結果的可靠性。通過對渦量場中渦結構演化進行分析，以及采用流場降階方法 (POD, Proper Orthogonal Decomposition)方法對流場模態分布進行分析，探究來流湍流度對流場的影響，從而揭示其對輻射噪聲的作用規律。
研究結果表明：隨著來流湍流度增大，圓柱尾緣渦脫落頻率增大，但圓柱下游旋渦結構的不穩定性加劇，流場中的大尺度渦更易破碎為小渦，前兩階POD模態能量占比降低；遠場輻射噪聲的功率譜密度主峰頻率增大，但主峰幅值降低，總聲壓級降低。
該研究首次揭示了來流湍流度對柱-翼干涉噪聲的影響規律，可為其它流動干涉噪聲相關的研究提供指導。
本研究得到國家自然科學基金項目（11904385）資助。
圖1?較小與較大湍流強度下的展向渦量云圖（圖/中國科學院聲學研究所）
圖2?不同湍流度下流向速度的第1、2、5階POD模態云圖（圖/中國科學院聲學研究所）
關鍵詞：
大渦模擬；氣動噪聲；湍流強度；圓柱-翼型干涉噪聲
參考文獻：
Huang F, Jin Z. Effect of incoming flow turbulence intensity on rod-airfoil aerodynamic interaction noise. International Journal of Aeroacoustics. 2025;0(0). doi:?10.1177/1475472X251326974