湍流与噪声

L U S H I J I A L A B O R A T O R Y

2018年杭州会议

涡与湍流研究新进展系列学术讲座 湍流与噪声 刘沛清 北京航空航天大学陆士嘉实验室 2018年6月23 日 主讲人介绍

刘沛清现任北京航空航天大

学陆士嘉实验室（工信部气

动声学重点实验室）主任，

教育部流体力学实验室责任

教授，博士生指导教师。空

气动力学国家级精品课负责

人，国家级航空航天实验教

学中心主任，北京市教学名

师，中国空气动力学学会第

六届理事会理事，第十届流

体力学专业委员会工业与环

境流体力学专业组。

1 、湍涡与声

2、湍涡特征

3、气动声学特性

4、典型绕流的气动声学

涡

刚性涡及其诱导剪切层

柱涡

螺旋涡

湍流是大家熟知的一类复杂的流动现象，我国著名流体力

学家周培源称湍流是一种不规则的旋涡运动。从表观上看，

湍流中一般伴随着大大小小不等强度的旋涡运动，这些不

规则的旋涡是引起湍流场物理量脉动的主要原因。 通常认为：某一物理量的随机过程，大尺度涡产生大涨

落，小尺度涡产生小的涨落，如果在大涡中还含有小涡，

则会在大涨落中含有小涨落。实验发现：湍流中物理量的

脉动是一种强脉动、强非线性的时间过程，其特点是衰减

快、传播范围小。 湍流物理量的脉动与涡结构 湍流场中流体质点的速度脉动

而对于气动噪声，是在湍涡运动过程中，伴随气流压力脉动，

通过气体的弹性和惯性作用向远离流动区域空间传播的压力

波而形成的流动噪声，具有弱脉动、衰减慢、线性化、传播

范围大等特征。如果说，湍流脉动是依附在时均流动上的一

种寄生运动，那么气动噪声就是依附在湍流脉动上的一种压

力波动行为。

本文分析比较湍动射流 （自由剪切流）、壁限湍流 （单段 翼）、空腔剪切流动 （受限剪切流）、圆柱绕流 （湍尾流） 的湍流主要特征和噪声特征，特别是腔-声，涡-声等耦合 效应对气动噪声的影响。 自由剪切湍