开口风洞剪切层对传声器及其阵列测量影响试验研究

摘要 开口风洞进行气动噪声测量及传声器阵列定位研究时必须考虑开口剪切层对声传播的影响。基于传统的二维剪切层折射修正公式的Snell定律和波传播对流效应，推导了更普遍的三维剪切层折射修正公式。针对0.55m×0.4m开口风洞，首先开展了风洞剪切层形态及位置的测量研究，70m/s风速下，该风洞剪切层略向外扩张，角度为1.14°；其次采用相位相关分析的方法研究了风速30，50和70m/s条件下，不同频段的声波穿过剪切层的折射现象，并与基于剪切层无限薄假设的Amiet等人的理论结果进行了比较，指出了折射角度的理论修正公式只有当声源到剪切层的距离大于4倍的目标声波波长时，即满足远场条件时，才与试验结果接近；最后，将剪切层修正方法应用于基于Beam-forming算法的传声器阵列的声源定位中，结果表明三维剪切层修正方法能够有效提高传声器阵列声源定位的准度。