[发明专利]基于多孔介质的风洞喷管、主动降噪装置及方法

权利要求书

1.一种基于多孔介质的超声速/高超声速风洞喷管，包括风洞喷管渐缩段和风洞喷管渐扩段，所述风洞喷管渐缩段直径由大到小收缩至一个窄喉，所述风洞喷管渐扩段自所述窄喉直径由小到大扩张至喷管端面，其特征在于，还包括多孔介质段，

所述多孔介质段位于所述风洞喷管渐扩段的层流-湍流边界层转捩点，与所述风洞喷管渐缩段和风洞喷管渐扩段共同构成拉瓦尔喷管结构的风洞喷管；

所述多孔介质段为金属基材质的介质上设有多个微孔构成，其渗透率为0.01～10达西。

2.根据权利要求1所述的一种基于多孔介质的超声速/高超声速风洞喷管，其特征在于，所述多孔介质段的材料为泡沫铝或烧结铜。

3.一种基于多孔介质的超声速/高超声速风洞喷管，包括风洞喷管渐缩段和风洞喷管渐扩段，所述风洞喷管渐缩段直径由大到小收缩至一个窄喉，所述风洞喷管渐扩段自所述窄喉直径由小到大扩张至喷管端面，其特征在于，还包括多孔介质段，

所述多孔介质段呈多段布置，其起始位置位于所述风洞喷管渐扩段的层流-湍流边界层转捩点，其与所述风洞喷管渐缩段和风洞喷管渐扩段共同构成拉瓦尔喷管结构的风洞喷管；

所述多孔介质段为金属基材质的介质上设有多个微孔构成，其渗透率为0.01～10达西。

4.根据权利要求3所述的一种基于多孔介质的超声速/高超声速风洞喷管，其特征在于，所述多孔介质段的材料为泡沫铝或烧结铜。

5.主动降噪装置，其特征在于，包括权利要求1或权利要求3所述的基于多孔介质的超声速/高超声速风洞喷管，以及抽吸气腔侧壁，其中，

所述抽吸气腔侧壁包围在整个所述风洞喷管壁面外周，与所述风洞喷管壁面形成抽吸气腔，所述抽吸气腔侧壁上设有抽吸气出口，所述抽吸气腔除所述抽吸气出口外其腔体其他部位密封。

6.一种主动降噪装置，其特征在于，包括权利要求1所述的基于多孔介质的超声速/高超声速风洞喷管和抽吸气腔侧壁，

所述抽吸气腔侧壁包围在所述多孔介质段壁面外周，与所述多孔介质段壁面形成抽吸气腔，所述抽吸气腔侧壁上设有抽吸气出口，所述抽吸气腔除所述抽吸气出口外其腔体其他部位密封。

7.一种主动降噪装置，其特征在于，包括权利要求3所述的基于多孔介质的超声速/高超声速风洞喷管和多个抽吸气腔侧壁，

每单个多孔介质段或多个在所述风洞喷管的一段连续的壁面上的多孔介质段外周包围一个抽吸气腔侧壁，该抽吸气腔侧壁与所述单个多孔介质段或多个在所述风洞喷管的一段连续的壁面上的多孔介质段形成抽吸气腔；

每个多孔介质段都在一个抽吸气腔内；每个抽吸气腔侧壁上设有抽吸气出口，每个抽吸气腔除抽吸气出口外其腔体其他部位密封。

8.基于权利要求5或6所述的主动降噪装置的主动降噪方法，其特征在于，高压气从风洞喷管渐缩段进入风洞喷管开始加速，在喷管喉部时达到音速，之后在风洞喷管渐扩段进一步加速到超音速，当风洞喷管渐扩段内的气体压力小于外界周围压力时，通过外部抽吸力降低抽吸气腔内的压力，使抽吸气腔内的压力小于风洞喷管渐扩段内的压力，在多孔介质段内外两侧的压力差作用下，气体通过多孔介质段壁面上的微孔缓慢渗透到抽吸气腔内，达到风洞壁面边界层抽吸气控制的目的，降低风洞喷管表面湍流边界层噪声辐射。

9.基于权利要求7所述的主动降噪装置的主动降噪方法，其特征在于，高压气从风洞喷管渐缩段进入风洞喷管开始加速，在喷管喉部时达到音速，之后在风洞喷管渐扩段进一步加速到超音速，当风洞喷管渐扩段内的气体压力小于外界周围压力时，通过外部抽吸力降低每个抽吸气腔内的压力，使抽吸气腔内的压力小于风洞喷管渐扩段内的压力，在多孔介质段内外两侧的压力差作用下，气体通过多孔介质段壁面上的微孔缓慢渗透到抽吸气腔内，达到风洞壁面边界层抽吸气控制的目的，降低风洞喷管表面湍流边界层噪声辐射。