航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)氣動(dòng)聲學(xué)

目錄
叢書(shū)序
前言
第1章　緒論
1.1　飛機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲問(wèn)題　001
1.2　航空發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲產(chǎn)生和傳播的基本特征　005
1.2.1　發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲源　005
1.2.2　噴流噪聲基本特征　006
1.2.3　航空葉輪機(jī)（風(fēng)扇、壓氣機(jī)、渦輪）噪聲基本特征　008
1.2.4　燃燒噪聲基本特征　014
1.2.5　發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)/排氣管道聲傳播的基本特征　016
1.3　實(shí)驗(yàn)氣動(dòng)聲學(xué)（EAA）的重要性和研究?jī)?nèi)容　017
參考文獻(xiàn)　018
第2章　聲學(xué)信號(hào)的檢測(cè)和統(tǒng)計(jì)分析方法
2.1　聲學(xué)信號(hào)的基本特征　021
2.1.1　聲學(xué)變量基本特征分析　022
2.1.2　聲學(xué)信號(hào)的分類及時(shí)變特征　025
2.2　聲學(xué)信號(hào)的檢測(cè)方法　029
2.2.1　信號(hào)測(cè)量與檢測(cè)的一般方法　029
2.2.2　聲學(xué)測(cè)量傳聲器工作原理　030
2.2.3　測(cè)量傳聲器的特性與指標(biāo)　032
2.2.4　測(cè)量傳聲器的選擇　037
2.2.5　測(cè)量傳聲器的校準(zhǔn)與使用　039
2.3　測(cè)量信號(hào)分析方法　044
2.3.1　信號(hào)分析一般方法　044
2.3.2　基于FFT的聲功率譜密度函數(shù)計(jì)算方法　046
2.3.3　基于FFT的自相關(guān)函數(shù)計(jì)算方法　047
2.3.4　基于FFT的互功率譜函數(shù)計(jì)算方法　048
2.3.5　基于FFT的互相關(guān)函數(shù)計(jì)算方法　048
2.4　氣動(dòng)聲學(xué)信號(hào)統(tǒng)計(jì)分析方法　048
2.4.1　氣動(dòng)噪聲信號(hào)的統(tǒng)計(jì)平均及分析信號(hào)的自由度　049
2.4.2　噪聲信號(hào)的均方聲壓與聲壓級(jí)　053
2.4.3　氣動(dòng)噪聲信號(hào)的自相關(guān)分析方法　055
2.4.4　氣動(dòng)噪聲信號(hào)的功率譜密度函數(shù)　060
2.5　本章小結(jié)　064
參考文獻(xiàn)　065
第3章　自由聲場(chǎng)聲源識(shí)別技術(shù)——傳聲器陣列信號(hào)“波束成型”理論與方法
3.1　引言　066
3.1.1　聲波信號(hào)的空間濾波　066
3.1.2　傳聲器陣列聲學(xué)測(cè)量與波束成型　067
3.2　傳聲器陣列聲學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)量技術(shù)發(fā)展回顧　068
3.2.1　傳聲器陣列技術(shù)的雛形時(shí)期　069
3.2.2　現(xiàn)代傳聲器陣列技術(shù)迅速發(fā)展時(shí)期　070
3.2.3　傳聲器陣列信號(hào)高級(jí)處理方法迅速發(fā)展時(shí)期　073
3.3　傳統(tǒng)波束成型方法　075
3.3.1　波束成型基本概念　075
3.3.2　延遲與求和波束成型　077
3.3.3　時(shí)域波束成型及陣列信號(hào)信噪比　079
3.3.4　運(yùn)動(dòng)聲源時(shí)域波束成型及多普勒頻移消除方法　082
3.3.5　頻域波束成型及陣列信號(hào)互譜矩陣　086
3.4　傳聲器陣列波束成型性能評(píng)估　088
3.4.1　傳聲器陣列波束成型點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)　089
3.4.2　傳統(tǒng)波束成型傳聲器陣列性能評(píng)估　091
3.5　傳聲器陣列數(shù)據(jù)反卷積處理方法　098
3.5.1　反卷積算法的基本思想　098
3.5.2　CLEAN反卷積算法　099
3.5.3　DAMAS反卷積算法　103
3.5.4　SODIX反卷積算法　107
3.6　傳聲器陣列波束成型方法的考核校準(zhǔn)　111
3.6.1　影響傳聲器陣列分辨率因素分析　112
3.6.2　標(biāo)準(zhǔn)合成陣列數(shù)據(jù)　116
3.6.3　傳聲器陣列波束成型校核結(jié)果分析　117
3.7　本章小結(jié)　124
參考文獻(xiàn)　125
第4章　管道聲場(chǎng)重構(gòu)技術(shù)——管道聲模態(tài)辨識(shí)的理論與方法
4.1　引言　130
4.2　管道聲模態(tài)解耦的基本思想　131
4.3　單音噪聲管道聲模態(tài)辨識(shí)原理與方法　132
4.3.1　單音噪聲管道聲模態(tài)辨識(shí)技術(shù)的發(fā)展　132
4.3.2　周向聲模態(tài)解耦方法　135
4.3.3　徑向聲模態(tài)解耦方法　138
4.3.4　單音噪聲管道聲模態(tài)辨識(shí)數(shù)據(jù)處理流程　143
4.4　寬頻噪聲管道聲模態(tài)辨識(shí)原理與方法　145
4.4.1　寬頻噪聲管道聲模態(tài)辨識(shí)技術(shù)的發(fā)展　145
4.4.2　寬頻噪聲管道聲模態(tài)統(tǒng)計(jì)相關(guān)性分析方法　146
4.4.3　寬頻噪聲管道聲模態(tài)解耦方法　149
4.4.4　寬頻噪聲管道聲模態(tài)解耦中流動(dòng)噪聲抑制　156
4.4.5　寬頻噪聲管道聲模態(tài)辨識(shí)數(shù)據(jù)處理流程　158
4.5　管道聲模態(tài)辨識(shí)傳聲器陣列設(shè)計(jì)方法　160
4.5.1　管道聲模態(tài)辨識(shí)的誤差分析方法　161
4.5.2　管道聲模態(tài)辨識(shí)的誤差分析　163
4.5.3　軸向傳聲器陣列設(shè)計(jì)準(zhǔn)則　166
4.6　基于組合傳聲器陣列的管道聲模態(tài)解耦技術(shù)　167
4.7　本章小結(jié)　170
參考文獻(xiàn)　170
第5章　航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣動(dòng)噪聲源模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)
5.1　引言　173
5.2　葉片前緣/尾緣噪聲吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)方法　174
5.2.1　葉片前緣/尾緣噪聲源及其研究狀況　174
5.2.2　葉片前緣/尾緣噪聲實(shí)驗(yàn)裝置　181
5.2.3　葉片前緣/尾緣噪聲識(shí)別的線性傳聲器陣列　182
5.2.4　線性傳聲器陣列的實(shí)驗(yàn)考核驗(yàn)證　184
5.2.5　射流剪切層對(duì)聲學(xué)測(cè)量的影響及修正方法　191
5.3　基于線性傳聲器陣列的葉片前緣/尾緣噪聲特性實(shí)驗(yàn)分析　197
5.3.1　葉片前緣/尾緣噪聲源分離　197
5.3.2　葉片前緣噪聲特性實(shí)驗(yàn)分析　204
5.3.3　葉片尾緣噪聲特性實(shí)驗(yàn)分析　207
5.4　基于線性傳聲器陣列的仿生學(xué)葉片降噪實(shí)驗(yàn)研究　210
5.4.1　仿生學(xué)降噪技術(shù)　210
5.4.2　仿生學(xué)鋸齒尾緣降噪實(shí)驗(yàn)研究　211
5.4.3　仿生學(xué)波浪前緣降噪實(shí)驗(yàn)研究　220
5.4.4　圓柱尾流葉片干涉噪聲的實(shí)驗(yàn)研究　231
5.5　葉片層流邊界層不穩(wěn)定噪聲實(shí)驗(yàn)研究　234
5.5.1　實(shí)驗(yàn)裝置和測(cè)量方法　235
5.5.2　層流邊界層不穩(wěn)定噪聲頻譜特征實(shí)驗(yàn)分析　236
5.5.3　層流邊界層不穩(wěn)定噪聲產(chǎn)生機(jī)制及其峰值頻率預(yù)測(cè)分析　240
5.6　基于傳聲器陣列的平面葉柵噪聲實(shí)驗(yàn)方法　244
5.6.1　平面葉柵氣動(dòng)噪聲實(shí)驗(yàn)方法　244
5.6.2　平面葉柵遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲特性實(shí)驗(yàn)分析　246
5.6.3　平面葉柵尾緣噪聲特性實(shí)驗(yàn)分析　248
5.7　直接燃燒噪聲模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)　250
5.7.1　直接燃燒噪聲實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置　251
5.7.2　直接燃燒噪聲實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法　252
5.7.3　直接燃燒噪聲實(shí)驗(yàn)分析　252
5.8　間接燃燒噪聲模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)　254
5.8.1　間接燃燒噪聲實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置　255
5.8.2　間接燃燒噪聲聲學(xué)測(cè)量方法　256
5.8.3　間接燃燒噪聲模型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析　259
5.9　本章小結(jié)　262
參考文獻(xiàn)　263
第6章　航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)/排氣管道聲模態(tài)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)技術(shù)
6.1　引言　272
6.2　風(fēng)扇/增壓級(jí)進(jìn)氣管道聲模態(tài)識(shí)別方法　272
6.2.1　單級(jí)風(fēng)扇實(shí)驗(yàn)臺(tái)　273
6.2.2　聲學(xué)測(cè)量環(huán)境及聲學(xué)傳感器　273
6.2.3　實(shí)驗(yàn)所用的傳聲器陣列　274
6.2.4　風(fēng)扇進(jìn)口單音噪聲管道聲模態(tài)的辨識(shí)　277
6.2.5　風(fēng)扇進(jìn)口寬頻噪聲管道聲模態(tài)的辨識(shí)　283
6.3　渦輪排氣管道聲模態(tài)識(shí)別方法　295
6.3.1　渦輪出口單音噪聲管道聲模態(tài)辨識(shí)　295
6.3.2　渦輪出口寬頻噪聲管道聲模態(tài)辨識(shí)　301
6.4　發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)進(jìn)/出口聲模態(tài)識(shí)別方法　305
6.4.1　自由聲場(chǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置　305
6.4.2　發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)/出口聲模態(tài)辨識(shí)　308
6.5　本章小結(jié)　314
參考文獻(xiàn)　314
第7章　航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件聲學(xué)實(shí)驗(yàn)相似律分析技術(shù)
7.1　引言　316
7.1.1　發(fā)動(dòng)機(jī)部件聲學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的和意義　316
7.1.2　發(fā)動(dòng)機(jī)部件聲學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求和解決方案　317
7.1.3　發(fā)動(dòng)機(jī)部件噪聲實(shí)驗(yàn)相似律分析技術(shù)　318
7.2　氣動(dòng)聲學(xué)相似性準(zhǔn)則分析　321
7.2.1　流體動(dòng)力學(xué)與氣動(dòng)聲學(xué)相似準(zhǔn)則分析　321
7.2.2　流體力學(xué)相似理論在發(fā)動(dòng)機(jī)部件實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用　324
7.3　葉輪機(jī)噪聲相似律分析　326
7.3.1　風(fēng)扇噪聲總聲功率相似律關(guān)系分析　326
7.3.2　風(fēng)扇噪聲頻譜相似律關(guān)系分析　330
7.4　基于相似律分析的風(fēng)扇噪聲預(yù)測(cè)模型及其發(fā)展　333
7.4.1　基于相似律分析的風(fēng)扇噪聲預(yù)測(cè)模型　333
7.4.2　風(fēng)扇寬頻噪聲頻譜相似律模型改進(jìn)　337
7.5　基于相似律分析的渦輪噪聲預(yù)測(cè)模型及其發(fā)展　340
7.5.1　基于相似律分析的渦輪噪聲預(yù)測(cè)模型　340
7.5.2　渦輪噪聲預(yù)測(cè)模型的改進(jìn)　342
7.6　燃燒噪聲相似律分析　345
7.6.1　燃燒噪聲機(jī)理分析　345
7.6.2　燃燒噪聲相似律分析　347
7.6.3　基于相似律分析的燃燒噪聲預(yù)測(cè)模型　349
7.6.4　燃燒噪聲半經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)模型的應(yīng)用　352
7.7　噴流噪聲相似律分析　354
7.7.1　噴流噪聲相似律分析　354
7.7.2　基于相似律分析的噴流噪聲預(yù)測(cè)模型　361
7.7.3　噴流噪聲半經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)模型的應(yīng)用　366
7.8　本章小結(jié)　368
參考文獻(xiàn)　369
第8章　航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)氣動(dòng)聲學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)
8.1　引言　375
8.2　航空發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲與近場(chǎng)噪聲實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法　376
8.2.1　“聲學(xué)遠(yuǎn)場(chǎng)”與“聲學(xué)近場(chǎng)”　376
8.2.2　航空發(fā)動(dòng)機(jī)“幾何遠(yuǎn)場(chǎng)”與“幾何近場(chǎng)”噪聲問(wèn)題　378
8.2.3　航空發(fā)動(dòng)機(jī)“幾何遠(yuǎn)場(chǎng)”噪聲實(shí)驗(yàn)方法　379
8.2.4　航空發(fā)動(dòng)機(jī)“幾何近場(chǎng)”分布聲源模型　380
8.3　基于線性陣列航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)出口噪聲源分離實(shí)驗(yàn)技術(shù)　382
8.3.1　航空發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲源線性分布特征　382
8.3.2　基于線陣列的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)出口噪聲源分離實(shí)驗(yàn)方法　383
8.3.3　航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)出口噪聲源分離實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析　386
8.4　基于線性子陣列（移動(dòng)陣列）發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)出口聲源指向性實(shí)驗(yàn)技術(shù)　396
8.4.1　發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲源指向性識(shí)別的重要性　396
8.4.2　基于“移動(dòng)線性陣列”的發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲源指向性測(cè)量方法　397
8.4.3　基于“移動(dòng)線性陣列”單級(jí)風(fēng)扇進(jìn)口噪聲指向性實(shí)驗(yàn)分析　399
8.5　基于平面陣列的飛機(jī)飛越過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)聲學(xué)實(shí)驗(yàn)方法　403
8.5.1　基于平面?zhèn)髀暺麝嚵械娘w機(jī)飛越過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲源測(cè)量技術(shù)　403
8.5.2　基于傳統(tǒng)波束成型的發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲飛行實(shí)驗(yàn)研究　406
8.5.3　基于“反卷積”波束成型的發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲飛行實(shí)驗(yàn)研究　414
8.6　航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)試車臺(tái)半混響室內(nèi)噪聲實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法　421
8.6.1　半混響室的混響時(shí)間和混響半徑　421
8.6.2　室內(nèi)駐波的影響　424
8.6.3　背景噪聲影響的抑制和消除　426
8.6.4　基于室內(nèi)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲實(shí)驗(yàn)分析　430
8.6.5　風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)壓力模態(tài)與聲襯接縫干涉的單音噪聲分析　437
8.7　基于整機(jī)聲學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)部件噪聲分解技術(shù)　440
8.7.1　航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)噪聲分解問(wèn)題　440
8.7.2