И.В.Вовк, В.С.Малюга Об одном методе оценки звукового поля эоловых тонов

Акустический вестник, Том 13 № 2, (2010) с.3-19

Исследована проблема генерации эоловых тонов при ламинарном обтекании цилиндра для чисел Рейнольдса Re≤400. В предположении об отсутствии обратного влияния звукового поля на поток развит двухэтапный метод, позволяющий оценить акустические характеристики эоловых тонов. На первом этапе численно решалась гидродинамическая задача в приближении вязкой несжимаемой жидкости. Это позволило определить параметры, при которых возникает режим автоколебаний с периодическим изменением во времени распределения давлений на поверхности цилиндра. На втором этапе найденное распределение давлений использовалось в качестве граничного условия при решении задачи линейной акустики. Полученные гидродинамические и акустические характеристики хорошо согласуются с экспериментальными и теоретическими данными других исследователей. Показано, что известные приближенные оценки силы звука эоловых тонов и амплитуды колебаний подъемной силы на цилиндре в виде степенных зависимостей от скорости набегающего потока неточны, а показатель степени существенно зависит от числа Рейнольдса. Анализ вкладов различных мод эоловых тонов в общий звуковой сигнал показал доминирование первой (дипольной) составляющей. При этом с увеличением Re наблюдается заметный рост следующей (квадрупольной) составляющей.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: обтекание цилиндра, эоловы тона, число Рейнольдса, число Струхаля, акустическая аналогия Лайтхилла, мультиполи, метод конечных объемов

ЯЗЫК ТЕКСТА: русский