鄧玉清，張 楠

（中國船舶科學(xué)研究中心 水動力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無錫214082）

0 引 言

孔腔流動控制的方法多種多樣，分為主動控制方法和被動控制方法。被動控制方法主要是在孔腔前緣放置擾流器（格柵、擾流板等），將孔腔設(shè)計(jì)成坡道，或者通過被動共振管。主動控制方法主要是定?；蛎}動質(zhì)量吹噴，零質(zhì)量吹噴和共振格柵等。被動控制方法雖然簡單易行，但是存在一定的局限性。在實(shí)際工程中，同一個(gè)孔腔往往是在不同的工況下工作，如果對每種工況都設(shè)計(jì)相應(yīng)的被動控制措施，那么無論是人力、物力還是時(shí)間進(jìn)度都是不允許的。所以，主動控制成為越來越受關(guān)注的控制方法。

近年來，國外的學(xué)者開展了大量的流動控制研究工作，取得了一定的成果。Vakili等（1991）[1]在風(fēng)洞試驗(yàn)中在孔腔前緣進(jìn)行質(zhì)量吹噴控制孔腔剪切層從而減小甚至消除孔腔振蕩。結(jié)果表明定常吹噴能明顯改善孔腔上游的非定常性和脈動特性，脈動壓力降幅達(dá)20dB，證明往孔腔內(nèi)吹氣可以非常有效地抑制流動振蕩。Arunajatesan與Sinha（2005）[2]采用RANS-LES方法進(jìn)行數(shù)值模擬，有格柵開口流動的幅值和頻率均有所降低，在實(shí)際工程中往往是利用格柵來抑制孔腔振蕩。Ukeiley等（2003）[3]、（2007）[4]通過試驗(yàn)測量不同長深比的孔腔在不同來流狀態(tài)下的流動并對SEAR模型進(jìn)行微吹噴和狹槽吹噴控制，表明吹噴在超音速和亞音速兩種流動狀態(tài)下都能有效地抑制振蕩。Hamed等（2004）[5]與Suponitsky等（2005）[6]發(fā)現(xiàn)在一定的吹噴系數(shù)范圍內(nèi)，流動抑制效果達(dá)到最優(yōu)。Kourta等（2008）[7]利用合成吹噴來控制孔腔流動，選擇不同的參數(shù)（頻率和幅值）可以在不改變平均流動特征的情況下改變渦的演變過程。在國內(nèi)，主要是部分高校和中國船舶科學(xué)研究中心進(jìn)行了孔腔流動及控制的研究。張明敏與何祚鏞（1995）[8]通過對非穩(wěn)定層和自持振蕩的理論分析，并對不同長度導(dǎo)流板的腔進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不同長度導(dǎo)流板的腔會產(chǎn)生不同的流腔系統(tǒng)耦合聲共振。張楠等[9-12]從簡單的方腔到復(fù)雜的流水孔，從孔內(nèi)外宏觀的速度流場到精細(xì)的渦旋結(jié)構(gòu)，從水動力學(xué)的脈動壓力到聲學(xué)的流激噪聲，在測試與計(jì)算研究方面不斷地探索，積累和完善，為孔腔流動研究提供了很多有效信息。

綜上所述，在孔腔前緣放置擾流器或吹噴控制是簡單有效的控制方式，本文將采用數(shù)值模擬方法進(jìn)行水中低馬赫數(shù)下孔腔流動控制研究。

1 數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析

計(jì)算模型為三維孔腔，具體的幾何尺寸和網(wǎng)格劃分在文獻(xiàn)[13]有詳細(xì)說明。建立的數(shù)值計(jì)算方法也在文獻(xiàn)[13]中經(jīng)過計(jì)算驗(yàn)證，6個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的脈動壓力聲壓級譜型和幅值與試驗(yàn)結(jié)果較吻合，結(jié)果表明計(jì)算方法可靠，計(jì)算準(zhǔn)確度能滿足工程實(shí)際的需求。本文采用文獻(xiàn)[13]建立的計(jì)算方法。

1.1 孔腔渦旋結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果與分析

圖1是三個(gè)不同時(shí)刻的渦旋結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果，能夠反映渦旋流動隨時(shí)間的發(fā)展演化過程。在孔腔的導(dǎo)邊，流動表現(xiàn)為二維渦，隨流體往下游發(fā)展，流動發(fā)生分離、失穩(wěn)，渦旋結(jié)構(gòu)逐漸形成三維大尺度“Ω”型渦，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)，拉伸，變形，翻卷然后脫落，破碎成尺度較小的“Ω”型渦，與周圍的流場以及壁面形成強(qiáng)烈的相互作用。可以看出孔腔周圍渦旋結(jié)構(gòu)經(jīng)過發(fā)展后由三部分組成：（a）孔腔前緣的起始分離渦——邊界層；（b）空腔內(nèi)的主渦和角區(qū)內(nèi)的二次渦，一般主渦由一個(gè)或數(shù)個(gè)大尺度渦組成，角區(qū)的二次渦尺度較小，數(shù)量眾多；（c）孔腔后緣的脫落渦，主要由尺度不同的三維“Ω”型渦組成。這些渦的產(chǎn)生及其運(yùn)動對壁面脈動壓力有重大的影響。

圖1 不同時(shí)刻的渦旋結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果Fig.1 Calculated vortical structures at different moments

1.2 流場計(jì)算結(jié)果與分析

圖2 6個(gè)監(jiān)測點(diǎn)法線上的時(shí)均流向速度剖面Fig.2 Time-mean streamwise velocity profiles at six monitor points

圖2給出了不同位置法線上的平均流向速度剖面。p1點(diǎn)位于孔腔前緣，還未發(fā)生流動分離，沿其法線平均流向速度剖面呈飽滿U型，與經(jīng)典理論描述的充分發(fā)展的平板湍流邊界層流動速度剖面形式相似，說明二者流動特征相似。p4點(diǎn)位于孔腔底部，近壁面處的平均流向速度為負(fù)值，說明腔體內(nèi)出現(xiàn)了回流，從圖1也可以看出腔體內(nèi)渦旋結(jié)構(gòu)翻卷，流動情況復(fù)雜。其他四個(gè)監(jiān)測點(diǎn)沿法線流向速度分布出現(xiàn)了波動，主要是受渦旋結(jié)構(gòu)的復(fù)雜運(yùn)動影響。前——后臺階的流動形式與孔腔流動形式相似，對比Camussi等（2008）[14]利用PIV試驗(yàn)技術(shù)測量前臺階下游流向速度剖面，如圖3所示，本文p5點(diǎn)、p6點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果與其PIV結(jié)果形式相似，說明計(jì)算結(jié)果可靠。

圖3 流向速度剖面試驗(yàn)測量結(jié)果（Camussi等[14]）Fig.3 Measured streamwise velocity profiles(Camussi，et al[14])

2 控制參數(shù)的選取

在孔腔前緣開狹槽從而進(jìn)行吹噴/抽吸控制，是一種有效的主動控制手段。兩種控制手段的基本原理都是對孔腔前緣的不穩(wěn)定剪切層進(jìn)行某種干擾，控制邊界層分離，抑制邊界層振蕩，從而達(dá)到減小脈動壓力和降低噪聲的目的。對于吹噴，是在邊界層中注入流體和能量，吹噴方向往往與來流方向垂直，這部分能量對來流形成阻礙，造成來流方向能量虧損，削弱了剪切層的自然翻卷和振蕩作用。吹噴作用就如同是形成了一面“墻”，使得壁面附近的來流無法順利地通過狹槽開口，破壞剪切層的能量分布，同時(shí)會降低邊界層流動的不穩(wěn)定性。對于抽吸，是將近壁面邊界層內(nèi)低動量高湍流度的流體吸走，減小自由剪切層的振動幅值，使流動趨于穩(wěn)定和均勻。

圖4 吹噴/抽吸示意圖Fig.4 Blowing and suction

幾何模型與前面保持一致，在孔腔前緣開槽，進(jìn)行吹噴、抽吸從而實(shí)現(xiàn)控制，如圖4所示?？紤]控制方式、控制流速、開槽寬度以及開槽位置四個(gè)因素對渦旋流場和脈動壓力控制效果的影響，控制參數(shù)以及布置的16個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位置如圖5所示。在槽開口處分別進(jìn)行垂向吹噴、抽吸控制，數(shù)值大小分別為Uc=±0.4U、±0.5U、±0.6U（吹噴取正值，抽吸取負(fù)值）；取3個(gè)槽寬度，分別為C1（2.5 mm）、C2（5 mm）和C3（10 mm）；改變槽中心線到孔腔前緣的距離，分別為L1（10 mm）、L2（20 mm）和L3（40 mm）。

圖5 控制參數(shù)說明及16個(gè)監(jiān)測點(diǎn)布置圖Fig.5 Control parameters and locations of 16 monitor points

孔腔流動控制采取兩種方式：吹噴（blowing，以下簡寫為B）和抽吸（suction，以下簡寫為S）。

下面對脈動壓力的控制效果進(jìn)行分析，經(jīng)過大量的計(jì)算，可以得到較為有效的控制方案為采用吹噴方式，控制流速為0.5U，槽寬C1，槽中心線距孔腔前緣L2。具體的計(jì)算及分析過程見文獻(xiàn)[15]，這里對控制方式和控制流速進(jìn)行分析。

2.1 控制方式的影響性研究

圖6給出了水速U=5.83 m/s，控制速度分別為±0.5U與±0.4U，槽寬C1，槽中心線距孔腔前緣L2工況下吹噴、抽吸的計(jì)算結(jié)果（No表示未控制，B表示吹噴，S表示抽吸）。

對于孔腔流動的輻射噪聲主要是受低頻段（1 kHz以下）脈動壓力影響，因此，低頻區(qū)域是重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域。

圖6 吹噴/抽吸前后的壁面脈動壓力對比Fig.6 Comparison of wall pressure fluctuations between blowing and suction

從圖6看0.5U吹噴的控制效果，m7和m10點(diǎn)脈動壓力有所增加，m13的脈動壓力有細(xì)微增加，其他13個(gè)點(diǎn)的脈動壓力均下降；接著對比0.5U抽吸與控制前的結(jié)果，m2、m6、m8、m9、m10、m12和m16的壁面脈動壓力有所下降，其他9個(gè)點(diǎn)幅值增加。總體來看，吹噴控制效果優(yōu)于抽吸。對0.4U進(jìn)行類似分析，結(jié)論還是吹噴控制效果優(yōu)于抽吸。限于篇幅，下面只詳細(xì)分析0.5U工況。

為了更清晰地反映控制后的效果，把低頻段的脈動壓力變化范圍列表匯總，具體如表1所示（負(fù)值表示下降，下同）。

表1 吹噴/抽吸控制方式下對壁面脈動壓力低頻段的控制效果（單位：dB）Tab.1 Suppressions of wall pressure fluctuations at low frequency through blowing and suction(dB)

續(xù)表1

從表1中可以看出，對于0.5U吹噴方式，孔腔前緣監(jiān)測點(diǎn)m1，其脈動壓力降幅達(dá)10.35 dB；孔腔底部的監(jiān)測點(diǎn)（m2-m4）的脈動壓力均有所下降，中心點(diǎn)m3脈動壓力降幅最高達(dá)25.14 dB；在孔腔后緣處的監(jiān)測點(diǎn)（m5-m10），雖然m7、m10脈動壓力增加，幅值約為4-10 dB，但是其他點(diǎn)的頻譜下降且最大可達(dá)23.57 dB；孔腔側(cè)面的監(jiān)測點(diǎn)（m11-m16），所有監(jiān)測點(diǎn)的控制效果也是較可觀的，最大降幅為11.89 dB。對于抽吸，m1的脈動壓力增加；孔腔底部監(jiān)測點(diǎn)（m2-m4）中m4點(diǎn)的脈動壓力增幅為11.17～16.38 dB；在孔腔后緣處的監(jiān)測點(diǎn)（m5-m10），m5、m7脈動壓力明顯增加，最大增幅為29.10 dB；孔腔側(cè)面的監(jiān)測點(diǎn)（m11-m16），m11、m13和m15位置處脈動壓力增加在2～10 dB?？梢钥闯龃祰娍刂菩Ч黠@優(yōu)于抽吸。

脈動壓力與渦旋流場密切相關(guān)，下面對控制前后的流場進(jìn)行計(jì)算與分析，進(jìn)一步探討吹噴/抽吸控制的控制機(jī)理。為了清晰顯示，只給出0.5U中縱剖面的渦量圖。

圖7 控制前后孔腔中縱剖面渦量圖（0.5U）Fig.7 Spanwise vorticity contours at the midspan location

從圖7可以看出，經(jīng)過吹噴控制之后，孔腔起始邊界層得到了分解和弱化；腔內(nèi)主渦和角區(qū)二次渦的渦強(qiáng)降低，特別是角區(qū)二次渦的數(shù)量明顯減少，影響范圍縮小，孔腔底部監(jiān)測點(diǎn)位置處的脈動壓力有所下降；孔腔后緣分離渦的強(qiáng)度得到弱化且向外場偏移，減小了近場脈動與激勵，孔腔后緣的脈動壓力降幅最大為23.57 dB。對比抽吸控制的控制效果，孔腔起始邊界層分解成為幾個(gè)小渦；腔內(nèi)主渦和角區(qū)二次渦的渦強(qiáng)降低，但是渦影響范圍擴(kuò)大，腔內(nèi)右角區(qū)二次渦的數(shù)量減少，但是左角區(qū)位置產(chǎn)生了二次渦；孔腔后緣分離渦更貼近壁面，近場脈動與激勵增強(qiáng)，造成孔腔后緣處的監(jiān)測點(diǎn)m5、m7脈動壓力明顯增加。

圖8中可以看出，p1點(diǎn)距離狹槽最近，受吹噴控制的影響較大，由于吹噴的阻擋作用使得來流水速減小，近壁面處呈負(fù)值，說明有回流；而抽吸作用稍微加快了水流的流動，近壁面流度與控制前相比，有所增加。p2點(diǎn)、p3點(diǎn)位置在距壁面上方0.005-0.02 m的法線上吹噴的速度比控制前和抽吸控制的都要小，但是由于吹噴注入了能量，因此在遠(yuǎn)場吹噴的速度與控制前相比有所增加，抽吸控制后速度與控制前相比有所下降?？浊坏撞恐行膒4點(diǎn)位置吹噴控制后加劇了流動的回流，而抽吸控制可以減弱回流，流動趨于穩(wěn)定。p5點(diǎn)、p6點(diǎn)位置距離狹槽較遠(yuǎn)，近壁面處的流場受吹噴、抽吸控制作用減弱，但p5點(diǎn)、p6點(diǎn)距壁面0.01 m的上方由于渦旋結(jié)構(gòu)的影響使得流向速度比控制前有所增加，且抽吸作用強(qiáng)于吹噴作用。

圖8 控制前后的不同位置處法線上的時(shí)均流向速度剖面圖（±0.5U）Fig.8 Time-mean streamwise velocity profiles(±0.5U)

圖9 控制前后的不同位置處法線上的均方根脈動速度剖面圖（±0.5U）Fig.9 Root-mean square velocity fluctuation profiles at different locations(±0.5U)

從圖9可以看出，p1點(diǎn)距離狹槽最近，吹噴直接作用加劇了流動的不穩(wěn)定，使得脈動速度大大增加，抽吸直接作用有利于流動趨于穩(wěn)定，因而均方根脈動速度較控制前明顯減小。隨著距離的增加，p2點(diǎn)、p3點(diǎn)脈動速度的變化幅度有所減小。由p4點(diǎn)可以看出，孔口附近的均方根脈動速度最大，孔口上方的均方根速度脈動比孔口下方均方根脈動速度小。p5點(diǎn)、p6點(diǎn)位于孔腔后緣，吹噴、抽吸控制的直接作用已經(jīng)很微弱，但由于渦旋結(jié)構(gòu)撞擊孔腔后壁面以及后緣脫落渦與壁面的強(qiáng)烈相互作用，使得抽吸控制的近壁面處均方根脈動速度增加；而吹噴控制使得腔內(nèi)角區(qū)二次渦弱化，后緣脫落渦向外場排擠，壁面上方0.005-0.04 m處的速度脈動比抽吸控制大，但近壁面處均方根速度脈動明顯降低，因而脈動壓力也大幅度減小。

2.2 控制流速的影響性研究

采取吹噴控制方式，進(jìn)一步分析控制流速對脈動壓力控制效果的影響。

由于篇幅限制，下面的工況只給出孔腔四個(gè)位置的部分脈動壓力頻譜圖。圖10給出了控制方式為吹噴、來流速度U=5.83 m/s，槽寬C1，槽中心線距孔腔前緣L2、吹噴速度分別為0.4U、0.5U和0.6U的部分計(jì)算結(jié)果。表2為三個(gè)控制流速對脈動壓力低頻段（100 Hz～1 kHz）的控制效果。

圖10 三個(gè)控制流速對孔腔壁面脈動壓力的影響Fig.10 Suppressions of cavity wall pressure fluctuations at three control velocities

從圖10可以看出，在進(jìn)行不同吹噴速度的控制后，脈動壓力頻譜出現(xiàn)波動，在高頻段存在峰值。在各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，三個(gè)控制流速的控制效果各不相同。

從表2可以看出，控制后脈動壓力低于控制前脈動壓力的監(jiān)測點(diǎn)0.4U工況下有7個(gè)，0.5U工況下有12個(gè)，0.6U工況下有10個(gè)。對于孔腔前緣監(jiān)測點(diǎn)m1，效果最好的是控制流速0.5U，其脈動壓力降幅達(dá)10.35 dB?？浊坏撞浚╩2-m4）3個(gè)點(diǎn)的脈動壓力在控制流速0.5U控制下m2、m3脈動壓力下降明顯，中心點(diǎn)m3脈動壓力降幅最高達(dá)25.14 dB，在控制流速0.4U或者控制流速0.6U的控制下有脈動壓力增加的工況出現(xiàn)；在孔腔后緣處的監(jiān)測點(diǎn)（m5-m10）中，對于控制流速0.4U，m5和m9脈動壓力有所增加，對于控制流速0.5U，雖然m7和m10脈動壓力增加，幅值約為4-10 dB，但是其他點(diǎn)的脈動壓力下降且最大可達(dá)23.57dB，控制流速0.6U工況下控制效果不如控制流速0.5U；孔腔側(cè)面的監(jiān)測點(diǎn)（m11-m16），控制流速0.5U工況下所有監(jiān)測點(diǎn)的控制效果也是較可觀的，最大降幅為11.89 dB，而控制流速0.4U和控制流速0.6U工況下存在脈動壓力增加，增幅達(dá)到10 dB。綜上所述，在控制流速0.5U吹噴的工況下，控制效果最好。

表2 控制流速對壁面脈動壓力低頻段的控制效果（單位：dB）Tab.2 Suppressions of wall pressure fluctuations at low frequency at different control velocities(dB)

后面對開槽寬度和開槽位置兩個(gè)影響因素進(jìn)行計(jì)算，具體分析見文獻(xiàn)[15]。綜上四個(gè)影響因素的計(jì)算與分析，對低流速（5.83 m/s）的孔腔流動，有效的控制方案為采用吹噴方式，控制流速為0.5U，槽寬C1，槽中心線距孔腔前緣L2。

3 控制效果評估

下面對中高水速分別為8.33 m/s、11.67 m/s時(shí)孔腔脈動壓力進(jìn)行計(jì)算，從而評估控制效果。

圖11 三個(gè)控制流速對孔腔壁面脈動壓力的影響（水速8.33 m/s）Fig.11 Suppressions of cavity wall pressure fluctuations at three control velocities(8.33 m/s)

圖11給出了控制方式為吹噴、來流速度U=8.33 m/s、槽寬為C1、槽中心線距孔腔前緣L2、控制流速0.5U、0.6U、0.7U的部分計(jì)算結(jié)果。需要說明的是，前面針對5.83 m/s的研究表明0.5U的控制效果最為明顯，但通過計(jì)算0.5U在中高流速下的控制效果沒有低流速下顯著，因此又加算了更高的控制流速（0.6U、0.7U）算例。表3為脈動壓力低頻段的控制效果。

從圖11孔腔前緣和孔底的脈動壓力控制效果和孔腔后緣和側(cè)壁面的控制效果，但是與低速（5.83 m/s）相比，控制效果變差，說明外部流速越高，控制效果越不明顯。

從表3可以看出，在各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，三個(gè)控制流速的控制效果不一樣?？刂坪竺}動壓力低于控制前脈動壓力的監(jiān)測點(diǎn)0.5U工況下有7個(gè)，0.6U工況下有10個(gè)，0.7U工況下只有4個(gè)。從控制點(diǎn)數(shù)量方面來看，可以初步看出控制流速0.6U工況下控制效果較好。

表3 三個(gè)控制流速對脈動壓力低頻段的控制效果（水速8.33 m/s，單位：dB）Tab.3 Suppressions of wall pressure fluctuations at low frequency at three control velocities(dB)

對于孔腔前緣監(jiān)測點(diǎn)m1，效果最好的是控制流速0.5U，其脈動壓力降幅達(dá)6.81 dB，控制流速0.7U時(shí)的脈動壓力在低頻和高頻區(qū)有所增加?？浊坏撞浚╩2-m4）3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的脈動壓力在控制流速0.6U控制下均有所下降，中心點(diǎn)m3脈動壓力降幅最高達(dá)20.02 dB，比控制流速0.5U和控制流速0.7U的控制效果明顯。在孔腔后緣處的監(jiān)測點(diǎn)（m5-m10）中，控制流速0.6U工況下m5脈動壓力的增幅比控制流速0.5U工況的小，且其他點(diǎn)脈動壓力的降幅比控制流速0.5U的降幅大，最大為28.52 dB?？浊粋?cè)面的監(jiān)測點(diǎn)（m11-m16），控制流速0.5U工況下所有監(jiān)測點(diǎn)的控制效果也是較可觀的，最大降幅為11.16 dB，除了m15點(diǎn)，控制流速0.6U工況下對應(yīng)點(diǎn)的控制效果優(yōu)于控制流速0.5U工況，最大降幅達(dá)到16.33 dB，控制流速0.7U工況下的脈動壓力幾乎都增加了，最大增幅24.71 dB。綜上所述，在控制流速0.6U吹噴的工況下，控制效果最好。對比低速流動吹噴控制，中速流動吹噴控制的控制流速增加，說明流速越高，控制所需能量越多。

圖12給出了控制方式為吹噴、來流速度U=11.67 m/s、槽寬為C1、槽中心線距孔腔前緣L2、控制流速0.5U、0.6U、0.7U和0.8U的部分計(jì)算結(jié)果。表4為脈動壓力低頻段的控制效果。

圖12 四個(gè)控制流速對孔腔壁面脈動壓力的影響（水速11.67 m/s）Fig.12 Suppressions of cavity wall pressure fluctuations at four control velocities(11.67 m/s)

從圖12可以看到水速為11.67 m/s的控制效果與低速（5.83 m/s）和中速（8.33 m/s）相比，控制效果進(jìn)一步變差，說明外部流速越高，控制效果越不明顯。

從表4可以看出，控制后脈動壓力低于控制前脈動壓力的監(jiān)測點(diǎn)0.5U工況有8個(gè)，0.6U工況有7個(gè)，0.7U工況有3個(gè)，0.8U工況有4個(gè)?？刂菩Ч麖目刂泣c(diǎn)數(shù)量方面來看，可以初步看出控制流速0.5U和0.6U工況下控制效果相當(dāng)。

對于孔腔前緣監(jiān)測點(diǎn)m1，四個(gè)控制流速下的脈動壓力均增加，控制效果沒有中低速的好?？浊坏撞课恢茫╩2-m4）在控制流速0.6U控制下m2點(diǎn)、m4點(diǎn)變化微小，中心點(diǎn)m3脈動壓力幅值增加15.13～25.62 dB；對比控制流速0.5U、控制流速0.7U和控制流速0.8U的控制效果，只有控制流速0.7U控制效果降幅在1.22～9.17 dB。在孔腔后緣處的監(jiān)測點(diǎn)（m5-m10）中，大部分點(diǎn)都有較令人滿意的控制效果，控制流速0.6U工況下脈動壓力的幅值下降23 dB以上，這是其他三個(gè)工況無法達(dá)到的?？浊粋?cè)面的監(jiān)測點(diǎn)（m11-m16），控制流速0.5U工況下脈動壓力增加的和下降的差不多，控制效果不明顯；控制流速0.6U工況下對應(yīng)點(diǎn)的控制效果優(yōu)于控制流速0.5U工況，降幅約在3～5 dB，控制流速0.7U和控制流速0.8U工況下的脈動壓力控制效果也不如控制流速0.6U工況好。綜上所述，在控制流速0.6U吹噴的工況下，控制效果最好。對比中低速流動吹噴控制，高速流動吹噴整體控制效果沒有那么明顯，外部流速越高，控制越難進(jìn)行。

表4 四個(gè)控制流速對脈動壓力低頻段的控制效果（水速11.68 m/s，單位：dB）Tab.4 Suppressions of wall pressure fluctuations at low frequency at four control velocities(dB)

4 結(jié) 論

本文主要研究抑制孔腔脈動壓力的流動控制方法。采用主動控制方式計(jì)算了控制方式、控制流速、開槽寬度以及開槽位置四個(gè)控制參數(shù)對脈動壓力的控制效果（主要關(guān)注低頻段），得到有效的控制方案；并對中高流速下孔腔的脈動壓力進(jìn)行計(jì)算，評估流動控制方案的控制效果。計(jì)算結(jié)果表明：通過吹噴、抽吸兩種方式對孔腔前緣不穩(wěn)定剪切層進(jìn)行控制，能達(dá)到一定的控制效果。吹噴方法是一種更有效的控制方法。低速流動的吹噴控制效果比中高速流動的吹噴控制效果好。流速增加，流動的能量增加，需要注入的控制能量也隨之增加，才能得到好的控制效果。說明控制流速、開槽寬度和開槽位置這些對控制效果有重要影響的因素應(yīng)在工程應(yīng)用中加以具體分析和設(shè)計(jì)。