مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تجربی فرآیند تولید نویز آیروآکوستیکی از یک سیلندر مربعی متصل به دیواره تحت زوایای حمله مختلف

نویسندگان
1 دانشگاه یزد
2 دانشیار دانشگاه یزد
3 استادیار دانشگاه صنعتی مالک اشتر
چکیده
در مطالعه حاضر، مشخصات آیروآکوستیکی جریان حول یک سیلندر مربعی متصل به کف با ارتفاع محدود در زوایای حمله مختلف بررسی شده است. نسبت منظری مدل مورد بررسی برابر 7 بوده و ضخامت لایه مرزی در محل نصب مدلδ⁄D=4.27 است. آزمایش‌ها در تونل باد آیرودینامیکی اصلاح شده آکوستیکی انجام گرفتند. هدف اصلی این مطالعه برقراری ارتباط بین میدان‌های جریان و اکوستیک حول سیلندر مذکور است. نویز ناشی از جریان با استفاده از یک میکروفون اندازه‌گیری و با جریان‌سنج سیم داغ به مشخصات جریان ارتباط داده شده است. مشخصات نویز متشر شده بر حسب فرکانس و اندازه بررسی گردیده است. نتایج نشان می دهد که در طیف فشار دوردست برای جریان حول سیلندر مورد بررسی، یک قله در فرکانسی برابر با فرکانس ریزش گردابه (اندازه گیری شده با جریان‌سنج سیم داغ) دیده می‌شود. یعنی عامل مهم در انتشار صدا از چنین هندسه هایی پدیده ریزش گردابه است. عدد استروهال به دست آمده برای سرعت سنج سیم داغ و میکروفون برای جریان حول سیلندر با زاویه حمله صفر درجه تقریباً برابر با 0.11 به دست آمد که با مطالعات قبلی سازگاری داشت. ضمناً بیشترین فرکانس ریزش گردابه در سرعت‌های مختلف مربوط به زاویه حمله 15 درجه به دست آمد. هم‌چنین مشخص گردید سطح فشار صوتی با افزایش سرعت جریان سطح نویز آیرودینامیکی منتشر شده از سیلندر افزایش می‌یابد. سطح فشار صوتی کلی در محدوده سرعت بالادست 5-15 m/s در محدوده 84.2-110.95 dB تغییر نمود. زاویه حمله، در مقایسه با سرعت بالادست اثر کمتری بر سطح کلی نویز منتشر شده دارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental Investigation of aero acoustic noise generation process from a wall mounted square cylinder at incidence

نویسندگان English

Alireza Movahedi 1
Ali Akbar Dehghan 2
Mojtaba Dehghan manshadi 3
1 Yazd University
3 Malek Ashtar University of Technology
چکیده English

In the present research aeroacoustic characteristics of flow over a finite height wall mounted square cylinder at different angles of attack is investigated. The aspect ratio of the model and the boundary layer thickness were 7 and δ⁄D=4.27, respectively. The experiments were done in a acoustically improved aerodynamic wind tunnel. The purpose of this study is to identify correlation between the fluid and the acoustic fields. The flow-induced noise was measured using single microphone. The measured noise is related to aerodynamic characteristics of the flow using a single hot wire. The flow-induced noise of the cylinder is characterized in terms of frequency and magnitude. A sharp pick was observed in the far-field pressure at the vortex shedding frequency in which measured with hot wire anemometer. So, one could be concluded that vortex shedding is a source of aerodynamic noise generation. The strouhal number obtained from two devices was almost equal to 0.11 that is in agreement with previous studies. Also, maximum vortex shedding frequency was measured for α=15°. It is observed that sound pressure level is increased with increasing upstream velocity. The overall sound pressure level ranged between 84.2 and 110.95 (dB) for upstream velocities in the range of 5-15 (m/s). The angle of attack has no important effect on overall sound pressure level.

کلیدواژه‌ها English

Square cylinder
Aeroacoustic Noise
Microphone
Strouhal number
Vortex Shedding