氣動噪聲

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，並把它應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 ^[1]  。他將描述氣體運動的質量和動量方程。

改寫為：

式中t為時間,

為空間座標；

和分別為氣體的密度、

速度和

應力張量；

為未擾氣體的聲速：△為拉普拉斯算符；

為萊特希爾湍流應力張量，它的表達式為：

當時

，

；當

時，

。

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

，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

的近似表達式。 例如在低速射流中，射流以外的區域

=0,在射流內

近似等於(式中為未擾氣體的密度)

，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

與噴管出口處的平均速度的八次方

成正比，而推力只與

的平方成正比，因此,如能略微減小

,就可以顯著降低或氣動噪聲。渦輪風扇發動機用略微減小

、犧牲一點推力的方法可以很好地解決氣動噪聲問題。