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Della Posta，贾科莫;伊曼纽尔·马泰利;富尔维奥·斯特拉;丹尼尔·巴巴加略;阿戈斯蒂诺·内里;弗朗西斯科·萨尔瓦多;马蒂奥·贝尔纳迪尼

VEGA运载火箭升空时空气声学环境的高保真度模拟。 （英语） Zbl 1521.76803号

计算。流体 263，文章ID 105945，11 p.（2023）.
概述：空间运载火箭的发射会产生强大的声波，声波与发射设施和发射器本身以复杂且潜在危险的方式相互作用。过去开发的用于预测发射前几秒强声辐射和峰值声载荷的工程工具的有效性有限，无法提供可靠的预测。因此，为了更好地识别噪声产生源并评估声学缓解措施的效果，开发和验证更先进的计算模型是至关重要的，该模型能够捕获发动机点火引起的瞬态流动。在这项工作中，我们对真实的空间发射器发射时产生的声场进行了高保真三维大涡模拟。采用先进的高阶GPU加速可压缩解算器，模拟了发射器喷管排气羽流与真实发射台之间的高度非定常相互作用，发射台的几何结构已通过浸没边界法建模。所获得的结果表明，尽管在操作条件和几何形状方面存在挑战，但与实际配置的飞行测量相比，我们的求解器有能力提供准确的预测。此外，小波分析被证明是一种合适的工具，可以精确定位和描述在流动瞬态演化过程中发生的超压机制。

理学硕士：

2005年第76季度 水力和气动声学

关键词：

空气声学;太空发射器发射升空;点火/管道过压;大涡模拟;浸入边界法;GPU/CPU加速解算器

软件：

CGAL公司;流
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{G.Della Posta}等人，计算。液体263，文章ID 105945，11 p.（2023；Zbl 1521.76803）
全文： 内政部
OA许可证

参考文献：

[1] Moratin F、Cléro F、Palmieri D。起飞时VEGA发射台上的全尺寸声源识别。In:ICSV26。加拿大蒙特利尔；2019年，网址https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02333532。
[2] 池川，H。；Laspesa，F.S.，航天飞机固体火箭发动机点火引起的点火/管道超压，航天火箭杂志，22，4，481-488（1985）
[3] 江，C。；Han，T。；高，Z。；Lee，C.-H.，《火箭发射期间撞击射流的回顾》，《航空科学计划》，109，第100547页，（2019年）
[4] J.熊猫。；Mosher，R.N。；波特，B.J.，《火箭发动机测试点火和火箭发射过程中的噪声源识别》，航天火箭杂志，51，6，1761-1772（2014）
[5] Gély D，Elias G，Mascanzoni F，Foulon H。起飞时VEGA运载火箭的声学环境。摘自：布达佩斯acusticum论坛会议记录。2005
[6] J.熊猫。；Mosher，R.，在模型尺度测试中识别起飞噪声源的麦克风相控阵，航天火箭杂志，50，5，1002-1012（2013）
[7] Karthikeyan，N。；Venkatakrishnan，L.，起飞过程中喷流与发射结构相互作用的声学特性，太空人火箭杂志，54，2，356-367（2017）
[8] 夸克，D。；Kiris，C.，运载火箭应用技术中的当前CFD实践。美国国家航空航天局代表20120013092（2012）
[9] 科隆尼乌斯，T。；Lele，S.K.，《计算气动声学：发声非线性问题的进展》，Prog Aerosp Sci，40，6，345-416（2004）
[10] Tam，C.K.W.，超音速喷射噪声，《流体力学年鉴》，27，1，17-43（1995）
[11] Gröschel，大肠杆菌。；施罗德，W。；伦泽，P。；Meinke，M。；Comte，P.，《使用不同混合方法预测湍流射流的噪声》，《计算与流体》，37，4，414-426（2008），《湍流与噪声产生》·Zbl 1237.76172号
[12] 俄亥俄州拉贝。；佩雷特，C。；Rahier，G。；Huet，M.，应用于喷射噪声预测的CFD/CAA耦合方法，计算与流体，86，1-13（2013）·兹比尔1290.76045
[13] Jaunet，V。；Mancinelli，M。；约旦，P。；Towne，A。；Edgington Mitchell，医学博士。；Lehnasch，G.，圆形射流冲击动力学，（第25届AIAA/CEAS气动声学会议（2019年）），2769
[14] 瓦雷，M。；Bogey，C.，撞击多孔板的火箭射流的流场和声场，AIAA J，1-14（2022）
[15] Nonomura，T。；Goto，Y。；Fujii，K.，超音速射流冲击倾斜平板产生的气动声波，《国际声学杂志》，10，4，401-425（2011）
[16] Nonomura，T。；Honda，H。；永田，Y。；山本，M。；Morizawa，S。；Obayashi，S.，超音速射流冲击倾斜板产生的声波的平板角效应，AIAA J，54，3，816-827（2016）
[17] Brehm，C。；霍斯曼，J.A。；Kiris，C.C.，超音速射流冲击倾斜板的噪声产生机制，《流体力学杂志》，797802-850（2016）·Zbl 1422.76117号
[18] 津美，S。；Takaki，R。；希马，E。；Fujii，K。；Arita，M.，H-IIA运载火箭起飞时压力波的产生和传播（第46届AIAA航空航天科学会议和展览（2012年））
[19] Kiris，C.C。；霍斯曼，J.A。；巴拉德，M.F。；Brehm，C。；Sozer，E。；Moini-Yekta，S.，发射、爬升和飞行器空气动力学计算框架（LAVA），Aerosp Sci-Technol，55，189-219（2016）
[20] 斯洛特尼克，J.P。；Khodadoust，A。；阿隆索，J。；Darmofal，D。；格罗普，W。；Lurie，E.，《CFD愿景2030研究：通向革命性计算空气科学技术的道路》。众议员20140003093（2014），美国国家航空航天局
[21] 帕维什，D。；Deese，J.，Delta II和III运载火箭非定常点火超压影响的CFD分析，（第18届应用空气动力学会议（2000年））
[22] Majamaki，A。；Lee，J.，SLC-6发射台delta IV运载器发射环境的CFD模拟，（第49届AIAA航空航天科学会议，包括新视野论坛和航空航天博览会（2012年））
[23] Escartí-Guillem，M.S。；加西亚·拉菲，L.M。；Hoyas，S.，URANS对运载火箭气动声学环境的分析，应用科学，12，7（2022）
[24] Troclet，B。；阿莱斯特拉，S。；Terrasse，I。；Jeanjean，S。；Srithammavanh，V.，使用逆向方法识别运载火箭发射时的超压源，航天火箭杂志，44，3，597-606（2007）
[25] Bianchi，S.，VEGA，欧洲小型发射装置：发展现状、未来展望和应用，《宇航员学报》，63，1，416-427（2008）
[26] 欧洲航天局，S.，织女星资格飞行VV01（2012），URLhttps://download.esa.int/docs/VEGA/VEGA_PressKit_06-02-2012_EN.pdf
[27] Farge，M.，小波变换及其在湍流中的应用，《流体力学年鉴》，24,1395-458（1992）·Zbl 0743.76042号
[28] Grizzi，S。；Camussi，R.，亚音速射流产生的近场压力波动的小波分析，《流体力学杂志》，69893-124（2012）·Zbl 1250.76009号
[29] Jaunet，V。；科林，E。；Bonnet，J.-P.，激光多普勒测速数据重建和光谱估计的小波级数方法，Exp Fluids，52，1，225-233（2012）
[30] 卡穆西，R。；Di Marco，A。；Castelain，T.，可压缩射流近场流体动力压力的统计分析，国际热流学杂志，64，1-9（2017）
[31] Martelli，E。；Ciottoli，P。；贝尔纳迪尼，M。；Nasuti，F。；Valorani，M.，过膨胀平面喷管中冲击不稳定性的分离涡模拟，AIAA J，55，6，2016-2028（2017）
[32] 贝尔纳迪尼，M。；Della Posta，G。；萨尔瓦多，F。；Martelli，E.，中等雷诺数下冲击波/湍流边界层相互作用的不稳定性特征，《流体力学杂志》，954，A43（2023）
[33] 发射台上的Vega VV01，版权所有：S.Corvaja，ESA（2023），https://www.esa.int/var/esa/storage/images/esa_multimedia/images/2012/01/vega_vv01_on_launch_pad/994446-2-eng-GB/vega_V001_on_lunch_pad_pillars.jpg，访问时间：2023年4月28日
[34] 贝尔纳迪尼，M。；莫德斯蒂，D。；萨尔瓦多，F。；Pirozzoli，S.，STREAmS:可压缩湍流直接数值模拟的高保真加速解算器，《计算物理通讯》，263，第107906页，（2021）·Zbl 07692424号
[35] 贝尔纳迪尼，M。；莫德斯蒂，D。；萨尔瓦多，F。；Sathyananarayana，S。；Della Posta，G。；Pirozzoli，S.，STREAmS-2.0：超音速湍流加速Navier-Stokes解算器2.0版，《计算物理通讯》，285，第108644页，（2023）
[36] Sathyananarayana，S。；贝尔纳迪尼，M。；莫德斯蒂，D。；Pirozzoli，S。；Salvadore，F.，《朝向exascale的高速湍流：STREAmS-2移植和性能》（2023年），arXiv:2304.05494
[37] Grinstein，F.F。；马戈林，L.G。；Rider，W.J.，隐式大涡模拟，第10卷（2007），CUP·兹比尔1135.76001
[38] Shur，M.L。；Spalart，P.R。；Strelets，M.K.，越来越复杂的喷气式飞机的噪声预测。第一部分：方法和试验，《国际声学杂志》，4，3，213-245（2005）
[39] Shur，M.L。；Spalart，P.R。；Strelets，M.K.，越来越复杂的喷气式飞机的噪声预测。第二部分：应用，国际航空声学杂志，4，3，247-266（2005）
[40] Pirozzoli，S.，分裂对流导数算子的广义保守近似，《计算物理杂志》，229，19，7180-7190（2010）·Zbl 1426.76485号
[41] 蒋国胜。；Shu，C.-W.，加权ENO方案的有效实施，计算物理杂志，126，1202-228（1996）·Zbl 0877.65065号
[42] 博尔赫斯，R。；卡莫纳，M。；科斯塔，B。；Don，W.S.，双曲守恒律的改进加权本质非振荡格式，计算物理杂志，227,63191-3211（2008）·Zbl 1136.65076号
[43] Nam，J。；Lien，F.，用于可压缩湍流大涡模拟的幽灵细胞浸没边界法，国际计算流体动力学杂志，28，1-2，41-55（2014）·Zbl 07512584号
[44] Piquet，A。；Roussel，O。；Hadjadj，A.，可压缩粘性流的brinkman惩罚法和直接激励浸没边界法的比较研究，计算与流体，136，272-284（2016）·Zbl 1390.76611号
[45] 贝尔纳迪尼，M。；莫德斯蒂，D。；Pirozzoli，S.，《关于浸没边界法对模拟高雷诺数分离湍流的适用性》，《计算与流体》，130，84-93（2016）·Zbl 1390.76132号
[46] 贝尔纳迪尼，M。；西米尼，M。；斯特拉，F。；卡瓦里尼，E。；Di Mascio，A。；Neri，A.，使用浸没边界法对固体火箭发动机进行隐式大涡模拟，（2021年AIAA推进与能源论坛）
[47] Project，T.C.，CGAL用户和参考手册（2023）https://doc.cgal.org/5.5.2/Manual/packages.html
[48] De Vanna，F。；皮卡诺，F。；Benini，E.，可压缩粘性流中移动物体的锐化界面浸没边界法，计算与流体，201，第104415页，（2020）·兹比尔1519.76206
[49] 乔杜里，A。；哈贾德，A。；Chinnayya，A.，《关于冲击/障碍物相互作用中浸没边界方法的使用》，《计算物理杂志》，230，5，1731-1748（2011）·Zbl 1391.76531号
[50] Pirozzoli，S。；Colonius，T.，《非定常可压缩流动模拟的广义特征松弛边界条件》，《计算物理杂志》，248109-126（2013）·兹比尔1349.76522
[51] Schmucker，R.，Strömungsvorgänge beim betriebüberexpandierter düsen chemischer rakettentriebwerke，teil 1:斯特鲁穆沙布朗格（1973），Bericht TB-10，恩兴理工大学
[52] M.古斯曼。；霍斯曼，J。；Kiris，C.，《带羽流升空运载火箭CFD模拟的最佳实践——溢流视角》（第49届AIAA航空航天科学会议，包括新视野论坛和航空航天博览会（2011年）），1054
[53] 杜比夫，Y。；Delcayre，F.，《湍流中的相干矢量识别》，J Turbul，1，N11（2000）·Zbl 1082.76554号
[54] 黄，N.E。；沈，Z。；Long，S.R。；吴先生。；Shih，H.H。；Zheng，Q.，非线性和非平稳时间序列分析的经验模式分解和希尔伯特谱，Proc R Soc London Ser A，Math Phys Sci，454，1971，903-995（1998）·Zbl 0945.62093号
[55] Mallat，S.，《多分辨率信号分解理论：小波表示》，IEEE Trans-Pattern Ana Mach Intell，11，7，674-693（1989）·Zbl 0709.94650号
[56] Daubechies，I.，小波十讲（1992），SIAM·Zbl 0776.42018号
[57] Kaiser，G。；Hudgins，L.H.，《小波友好指南》，第300卷（1994年），施普林格出版社·Zbl 0839.42011号
[58] Mallat，S.，《信号处理的小波之旅》（1999），爱思唯尔·Zbl 0998.94510号
[59] Lewalle，J.，流体力学方程的小波变换，《机械学报》，104，1，1-25（1994）·Zbl 0815.76026号
[60] 托伦斯，C。；Compo，G.P.，《小波分析实用指南》，《Bull Am Meteorol》，79，1，61-78（1998）
[61] 迈耶斯，S.D。；Kelly，B.G。；O'Brien，J.J.，《海洋学和气象学中的小波分析简介：应用于延安波的弥散》，《Mon Weather Rev》，121，10，2858-2866（1993）
[62] Mancinelli，M。；Pagliaroli，T。；迪马尔科，A。；卡穆西，R。；Castelain，T.，射流近场水动力和声压的小波分解，《流体力学杂志》，813716-749（2017）·Zbl 1383.76425号
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