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目录
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 流动噪声数值方法研究现状
1.2.1 直接求解方法
1.2.2 混合求解方法
1.2.3 数值方法小结
1.3 浸入边界法的发展和研究现状
1.3.1 浸入边界法模拟流体动力学
1.3.2 浸入边界法模拟声学
1.4 仿生运动的流动噪声研究概述
1.5 存在的问题
1.6 本文的主要研究内容
2 基于浸入边界法的声传播数值方法研究
2.1 引言
2.2 声传播的控制方程
2.2.1 线性欧拉方程
2.2.2 声扰动方程
2.3 控制方程的离散格式
2.3.1 空间离散格式
2.3.2 时间离散格式
2.3.3 空间显式滤波
2.4 声学无反射边界条件
2.4.1 辐射边界条件
2.4.2 出流边界条件
2.5 声学固壁的浸入边界法
2.5.1 滑移边界条件
2.5.2 固体边界重构
2.5.3 网格属性标识
2.5.4 虚拟网格求解
2.6 声传播的IBM-APE方法
2.6.1 算法流程
2.6.2 并行加速技术
2.7 验证算例
2.7.1 一维对流方程
2.7.2 高斯脉冲声传播
2.7.3 静止流场中声波绕圆柱传播
2.7.4 非均匀流场中周期性点源绕圆柱传播
2.7.5 平面波绕Suboff艇体模型传播
2.7.6 周期性点源绕锯齿形结构传播
2.7.7 周期性点源绕圆球传播
2.8 本章小结
3 基于浸入边界法的流动噪声混合方法研究
3.1 引言
3.2 不可压缩流场的直接数值模拟
3.2.1 流场控制方程
3.2.2 流场离散格式
3.2.3 流场边界条件
3.2.4 流场求解器的精度分析
3.3 声扰动方程的流场涡声源分析
3.3.1 涡声源表达式
3.3.2 流场声源的传递
3.4 流动噪声的DNS-APE混合方法
3.4.1 计算网格的划分策略
3.4.2 声场求解初始化
3.4.3 DNS-APE混合方法的计算流程
3.5 验证算例
3.5.1 方柱绕流噪声
3.5.2 矩形柱绕流噪声
3.5.3 四圆柱组绕流噪声
3.5.4 带锯齿附体圆柱的绕流噪声
3.6 本章小结
4 运动边界流动噪声问题的数值模拟
4.1 引言
4.2 运动边界的DNS-APE混合方法
4.2.1 运动边界的处理方法
4.2.2 运动边界流动噪声的计算流程
4.3 旋转圆柱的流动噪声数值模拟
4.4 振荡圆柱的流动噪声数值模拟
4.4.1 振荡单圆柱
4.4.2 振荡双圆柱
4.5 本章小结
5 典型仿生运动的流动噪声特性研究
5.1 引言
5.2 扑翼飞行的流动噪声特性分析
5.3 单个柔性翼波状游动的流动噪声特性研究
5.3.1 运动描述和模拟参数
5.3.2 波状游动的流动噪声
5.4 并列布置双柔性翼的流动噪声特性研究
5.4.1 同相运动
5.4.2 反相运动
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 本文的创新点
6.3 未来展望
致谢
参考文献
答辩决议书
附录2 攻读博士学位期间取得的研究成果
附录3 公开发表的学术成果与博士学位论文的关系
附录4 攻读学位期间参加的科研项目
附录5 中英文缩写对照表