[发明专利]预测单喷管运载火箭射流噪声的数值方法

摘要

本发明公开了一种预测单喷管运载火箭射流噪声的数值方法，首先，建立单喷管运载火箭三维模型，利用分区结构化网格法对单喷管运载火箭三维模型进行网格划分；再次，计算单喷管运载火箭燃气射流稳态流场，得到初始的声场信息；从稳态流场得到初始的声场信息，采用非线性扰动方程对湍流脉动信号重构；最后，基于声学比拟法的FW‑H方程，收集远场接收点噪声信息，输出噪声收到点的频谱曲线。本发明在保证计算精度的同时，降低网格数量，提高计算效率。

主权项

1.一种预测单喷管运载火箭射流噪声的数值方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、建立单喷管运载火箭三维模型：/n所述单喷管火箭三维模型包括火箭(1)、喷管(2)、地面(3)和导流槽(4)；三维模型参数要与实际工程保持一致，与实际工程中的单喷管火箭进行1：1等比建模；/n步骤2、利用分区结构化网格法对单喷管火箭三维模型进行网格划分：/n对单喷管运载火箭三维模型进行子域分块处理，将总体计算域分为两个子域：一个子域为地面以上的区域一，包括火箭(1)和喷管(2)及它们的外域；另一个子域为地面以下区域二，包括导流槽(3)内域；/n步骤3、计算单喷管运载火箭燃气射流稳态流场，得出初始的声场信息；/n步骤4、利用步骤3得出初始的声场信息，采用非线性扰动方程对湍流脉动信号重构；/n /n其中，q′为瞬态扰动项，为瞬态平均项，F_i′为无黏扰动项，为无黏平均项，(F_i^v)′为黏性扰动项，为黏性平均项，x_i为x轴、y轴和z轴各坐标轴的分量；/n /n /n /n其中i,j,k的取值均为1、2、3，其中1、2、3分别表示x轴、y轴和z 轴方向；为火箭燃气密度；u_i,u_j,u_k分别为沿x轴、y轴、z轴方向的速度；p为压强；e为单位体积能；δ_ij为克罗内克函数；τ_ki为剪切应力项，表示对某物理量*求平均，*′表示某物理量*扰动项；/n步骤5、基于声学比拟法的FW-H方程，收集远场接收点噪声信息，输出噪声收到点的频谱曲线。/n