氣動噪聲

氣動噪聲：由氣流直接產生的振幅和頻率雜亂、統計上無規則的聲音。噴氣式發動機噴出的氣流產生的聲就是一種氣動噪聲。

正文

　噴氣式飛機的大量出現引起嚴重的氣動噪聲污染，導致了對氣動噪聲的認真研究。氣動噪聲伴隨出現脈動聲壓。高速飛機表面湍流邊界層（見邊界層）所發出的噪聲和伴隨而來的脈動聲壓，不但使乘客感到不舒服，還使飛機蒙皮承受疲勞應力，甚至遭到破壞。控制氣動噪聲，已成為設計現代高速飛機和高速氣流設備必須考慮的問題。
英國人M.J.萊特希爾於1952年首先提出關於空氣動力聲的基本理論，並把它套用於亞聲速湍流射流的研究，獲得很好的結果。他所研究的問題是：在原為靜止的無限範圍氣體中的一個有限區域存在湍流時，空氣動力聲的產生和傳播。他將描述氣體運動的質量和動量方程

　(1)

　(2)

改寫為：

　(3)

式中t為時間;xi為空間坐標；ρ、vi和pij分別為氣體的密度、速度和應力張量；c0為未擾氣體的聲速；Δ 為拉普拉斯算符；Tij為萊特希爾湍流應力張量，它的表達式為：

Tij＝ pij-c0ρδij，　 (4)

當i≠j 時，δij＝0；當i=j 時，δij＝1。
在式(3)右邊為已知的條件下,該式為非齊次的波動方程，也就是聲學中描述聲場的方程。利用經典聲學中的解法，可求得該式的解，因而這種理論被相應地稱為聲學比擬理論。
要準確知道Tij，必須解出(2),但這對於一般有實用價值的問題目前做不到,而只能求出Tij的近似表達式。例如在低速射流中,射流以外的區域Tij＝0,在射流內Tij 近似等於 (式中ρ0為未擾氣體的密度)，而則可依據某種湍流理論近似得出。
研究氣動噪聲的目的在於找出降低這種噪聲的方法。按照萊特希爾的理論，對亞聲速射流，聲功率Pj與噴管出口處的平均速度的八次方(尌8)成正比，而推力只與尌 的平方成正比,因此,如能略微減小尌,就可以顯著降低Pj或氣動噪聲。渦輪風扇發動機用略微減小尌、犧牲一點推力的方法可以很好地解決氣動噪聲問題。
參考書目
　E.J.Richards and　D.J.Mead, Noise and Acoustic Fatigue　in　Aeronautics, John　wiley and　sons,London,1968。

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