Über den aerodynamischen Oberflächenschall aus einer turbulenten Grenzschicht eines Flugzeugs

Zusammenfassung Wenn eine Flüssigkeit in unregelmäßiger oder turbulenter Bewegung über die Oberfläche eines starren Körpers strömt, kann durch die schwankende Spannungsverteilung an der Grenze Dipol-Schallstrahlung erzeugt werden. Diese Strahlung, die durch die Wechselwirkung der bewegten Flüssigkeit mit starren Oberflächen entsteht, kann als aerodynamischer Oberflächenschall bezeichnet werden. Ziel dieses Artikels ist es, einige Eigenschaften der Schallerzeugung auf diese Weise aus einer turbulenten Grenzschicht zu untersuchen. Ein Integraltheorem wird abgeleitet, das die Bewegung einer Flüssigkeit um einen Körper beliebiger Form mit der Spannungsverteilung über die Oberfläche verknüpft. Dies kann angewendet werden, um Eigenschaften des Oberflächenstrahlungsfeldes in gegebenen Strömungen zu erhalten. Wenn turbulente Flüssigkeit über eine unendliche flache Platte strömt und die Bewegung in statistisch homogenen Ebenen parallel zur Platte erfolgt, zeigt sich, dass der pro Flächeneinheit emittierte Dipol-Schall verschwindet. Dies ist eine Folge des Verschwindens des mittleren quadratischen Impulses pro Flächeneinheit der Scher-Schicht, definiert als der Impuls der Flüssigkeit in einem großen Bereich der Schicht, quadriert, gemittelt und dann durch diesen großen Bereich geteilt. Wenn die Bewegung jedoch nicht homogen in Ebenen parallel zur Platte ist, kann ein nicht-null akustisches Strahlungsfeld entstehen. Daher wird vorgeschlagen, dass eine semi-unendliche flache Platte, die in einem gleichmäßigen Strom platziert wird, eine endliche Dipolstrahlung pro Flächeneinheit erzeugen sollte, die mit zunehmender Entfernung von der Platte gegen null geht.