[发明专利]一种非紧致可渗透边界气动噪声数值积分计算方法

权利要求书

1.一种非紧致可渗透边界气动噪声数值积分计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：采用流动计算软件将流场计算区域离散为K个网格单元，获得声源信息，包含密度ρ、压强p_h、速度u_i,i＝1,2,3，对于低马赫数流动，ρ_h≈ρ；

步骤2：在物体附近区域选择边界S_P，并将S_P离散为L个网格单元，选择为与流动离散网格相同的边界；

步骤3：采用公式

计算S_P上等效的散射声源p_a(z,ω)，重新整理为线性方程组：

其中，l＝1，2，....L，E是单位矩阵，H为对角线为零的对称矩阵

式中，m＝1,2,3,…L，n＝1,2,3,…L，L为边界S包含的单元数目；

步骤4：采用公式计算远场监测点x的声压p_a(x,ω)，

上述计算表达式中，ω代表圆周频率，c₀代表声波传播速度，V_k代表第k个流场网格单元的面积，[]_k代表第k个流场网格单元上的信息，[]_l代表第l个边界单元上的信息，p_a(z_l,ω)代表边界上点z_l在ω频率的声压，p_a(x,ω)代表远场监测点x在ω频率的声压，最后一项中j代表虚数单位，δ_ij代表二阶张量，

2.根据权利要求1所述的非紧致可渗透边界气动噪声数值积分计算方法，其特征在于，当研究对象为二维模型，步骤3、4实施过程中：

1)通过下列公式计算自由空间格林函数G(y_m,y_n,ω)

2)通过下列公式确定y_m点和y_n点的自由空间格林函数沿y_n点的外法向偏导数

3)通过下列公式确定y_m点和y_n点的自由空间格林函数沿y_n点的二阶偏导数

4)通过下列公式确定x点和y_n点的自由空间格林函数沿y_n点的外法向偏导数

5)通过下列公式确定x点和y_n点的自由空间格林函数沿y_n点的二阶偏导数

3.根据权利要求1所述的非紧致可渗透边界气动噪声数值积分计算方法，其特征在于，当研究对象为三维模型时，步骤3、4实施过程中：

1)通过下列公式计算自由空间格林函数G(y_m,y_n,ω)：

2)通过下列公式确定y_m点和y_n点的自由空间格林函数沿y_n点的外法向偏导数

3)通过下列公式确定y_m点和y_n点的自由空间格林函数沿y_n点的二阶偏导数

4)通过下列公式确定x点和y_n点的自由空间格林函数沿y_n点的外法向偏导数

5)通过下列公式确定x点和y_n点的自由空间格林函数沿y_n点的二阶偏导数

其中，下标m,n＝1,2,3,…,M为网格单元编号，为第一类0阶Hankel函数，第一类1阶Hankel函数，k＝ω/c₀为声波数。

4.根据权利要求3所述的非紧致可渗透边界气动噪声数值积分计算方法，其特征在于，通过步骤3计算物面散射声源，在右端项求解完成的前提下，通过计算获得矩阵：

H的子项H_mn，待求声源点y_m所对应的矩阵列项为：

其中S＝S₁∪S₁…∪S_L，y_m点与y_n重合时，H_mn＝0；

通过步骤4计算远场监测点声压，在右端项求解完成的前提下，直接获得。