本書內(nèi)容包括：經(jīng)典的CAA離散格式；網(wǎng)格優(yōu)化的迎風型色散保持氣動聲學格式；基于格子Boltzmann方法的氣動聲學計算方法；FW-H聲比擬噪聲預測的高級時間方法；氣動噪聲預測的半經(jīng)驗模型等。
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高雷諾數(shù)流動引起的湍流噪聲問題越來越受到科研人員以及飛機、導彈、風力機設(shè)計者等的重視。例如，飛機發(fā)動機、起落架、含有襟翼、縫翼的增升裝置等構(gòu)件，特別是在飛機起降階段，都是飛機重要的噪聲源。因此，準確地預測流動產(chǎn)生的噪聲，正確地理解噪聲產(chǎn)生和傳播的機理，是有效控制噪聲的重要前提。本書主要研究數(shù)值預測氣動噪聲的方法，并對提出的數(shù)值方法進行了驗證。
全書共分6章。第1章為緒論，主要介紹氣動噪聲計算的國內(nèi)外研究進展、主要研究內(nèi)容及展望；第2章為經(jīng)典的CAA離散格式，主要介紹傳統(tǒng)的氣動噪聲數(shù)值離散格式、聲學邊界條件、人工耗散與過濾器；第3章為網(wǎng)格優(yōu)化的迎風型色散保持氣動聲學格式，詳細推導這種格式的系數(shù)，改進了聲擾動方程，最后進行數(shù)值驗證；第4章為基于格子Boltzmann方法的氣動聲學計算方法，完善并研究了格子Boltzmann方法，改進了一種吸收邊界條件，證明了它模擬氣動聲傳播的能力；第5章為FW-H聲比擬噪聲預測的高級時間方法，主要介紹了FW-H聲比擬噪聲預測的延遲與高級時間方法，并將高級時間方法應用于風力機翼型氣動噪聲的預測；第6章為氣動噪聲預測的半經(jīng)驗模型，主要介紹了數(shù)值預測風力機翼型、葉片氣動噪聲的半經(jīng)驗方法，并進行了驗證。
本書第1、3、4、6章由司海青撰寫；第2章由朱衛(wèi)軍撰寫；第5章由司海青、朱衛(wèi)軍共同撰寫。全書由司海青統(tǒng)稿。
本書的研究得到了國家自然科學基金（資助號：11272151、10902050、11672261）、航空科學基金（資助號：20101452017）、江蘇省自然科學基金（資助號：BK2011724）、中國博士后基金（資助號：201104565、20100481138）的資助。撰寫過程中參閱了許多參考文獻，在此一并表示感謝。
由于撰寫時間倉促，水平有限，不足之處懇請廣大讀者批評指正。
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 國內(nèi)外研究進展 1
1.2 本書的主要研究內(nèi)容 6
1.3 展望 7
第2章 經(jīng)典的CAA離散格式 8
2.1 空間離散格式 9
2.1.1 高階顯式格式及其優(yōu)化 9
2.1.2 高階緊致差分格式及優(yōu)化 14
2.1.3 非均勻網(wǎng)格 19
2.2 時間離散格式 22
2.3 數(shù)值過濾和人工耗散 26
2.3.1 顯式過濾器 27
2.3.2 隱式過濾技術(shù) 28
2.3.3 人工阻尼區(qū)域 29
2.4 聲學邊界條件 30
2.4.1 固體壁面邊界條件 30
2.4.2 聲學遠場邊界條件 32
第3章 網(wǎng)格優(yōu)化的迎風型色散保持氣動聲學格式 37
3.1 引言 37
3.2 均勻網(wǎng)格上色散保持氣動聲學格式 38
3.3 非均勻網(wǎng)格上優(yōu)化的迎風型DRP格式研究 39
3.3.1 網(wǎng)格優(yōu)化系數(shù)的推導 39
3.3.2 優(yōu)化參數(shù)對GOUPDRP格式的影響 44
3.3.3 數(shù)值結(jié)果與真解的比較 46
3.3.4 GOUPDRP格式在二維聲學問題中的應用 47
3.4 曲線網(wǎng)格上優(yōu)化的迎風型DRP格式 50
3.4.1 廣義曲線坐標變換 50
3.4.2 優(yōu)化系數(shù)的確定 51
3.4.3 曲線網(wǎng)格下GOUPDRP格式的應用 56
3.5 聲學擾動方程 59
3.5.1 聲擾動方程的改進 59
3.5.2 數(shù)值離散方法 61
3.5.3 高斯波在剪切流中傳播 61
3.5.4 單極子聲源在均勻流中的聲輻射問題 62
3.5.5 單極子聲源在剪切流中的聲輻射問題 64
3.6 非均勻流對氣動聲傳播的影響 65
3.6.1 二維高斯波問題 65
3.6.2 高斯波的壁面反射問題 70
第4章 基于格子Boltzmann方法的氣動聲學計算方法 73
4.1 引言 73
4.2 格子Boltzmann方法 73
4.3 粒子速度模型 74
4.4 邊界條件 74
4.5 頂蓋驅(qū)動方腔流動模擬 75
4.6 二維高斯波模擬及黏性對聲壓的影響 76
4.7 二維高斯波壁面反射 79
4.8 振蕩活塞聲輻射問題模擬 80
4.9 方柱渦脫落噪聲模擬 82
4.9.1 吸收邊界條件的改進 82
4.9.2 流場計算驗證 83
4.9.3 噪聲計算驗證 84
第5章 FW-H聲比擬噪聲預測的高級時間方法 88
5.1 引言 88
5.2 FW-H聲比擬方法 89
5.3 Farassat-Brentner的延遲時間方法 90
5.4 FW-H聲比擬的高級時間方法 94
5.5 高級時間計算中的插值方法 95
5.6 聲比擬的延遲時間與高級時間方法的比較 96
5.7 聲比擬高級時間方法的應用 97
5.7.1 噪聲源的計算方法 97
5.7.2 鋸齒尾翼噪聲實驗與計算設(shè)置 98
5.7.3 流場與聲場的計算與驗證 99
5.7.4 LES-CAA參數(shù)化研究 102
第6章 氣動噪聲預測的半經(jīng)驗模型 110
6.1 引言 110
6.2 湍流入流噪聲模型 111
6.3 湍流邊界層后緣噪聲 112
6.4 氣流分離失速噪聲 112
6.5 層流邊界層渦脫落噪聲 113
6.6 后緣鈍性渦脫落噪聲 113
6.7 葉尖渦形成噪聲 113
6.8 風力機葉片噪聲模擬方法 114
6.9 計算模型的驗證 114
6.10 參數(shù)的影響研究 116
6.10.1 葉片翼型的選取 116
6.10.2 葉尖槳距角 117
6.10.3 旋轉(zhuǎn)角速度 118
6.10.4 后緣的厚度 118
參考文獻 121
附錄A 129
附錄B 141
附錄C 144
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