射流流场中的气动噪声主要由小尺度湍流结构与大尺度相干结构产生,在超声速射流中大尺度相干结构占主导,这种大尺度结构实质上是一种不稳定波。不稳定波是导致射流失稳的主要原因,不稳定波相对于来流以超声速向下游传播时则辐射噪声。本文对超声速(Ma=2.1)轴对称射流情况下,中雷诺数(Re=70000)、低雷诺数(Re=3950)的气动声场进行研究。采用基于三维柱坐标系下线性NS方程的抛物化稳定性方程(LPSE)和Wu X.积分法研究轴对称模态与螺旋模态不稳定波的演化及其声辐射特性。具体得到以下结论:1.中雷诺数流动,不稳定波的快速增长、衰减都发生在射流的核心区内;低雷诺数流动,不稳定波在较大的空间内增长衰减,其峰值位于刚出射流核心区不远的位置。随着斯特劳哈尔数(St)的增加,不稳定波压力扰动峰值都向上游移动。St数较小时螺旋模态占主导,St数较大时螺旋模态和轴对称模态共同起作用。两种雷诺数中相应的不稳定波频率范围不同。中雷诺数下,不稳定波频率较宽;低雷诺数条件下,不稳定波频率较窄。2.中低雷诺数流动,不稳定波的增长特性、扰动压力幅值的峰值位置,决定了远场声辐射特性。中雷诺数下,射流的核心区较短,因此声辐射的能量集中,方向角明确,且方向角随着St数增大而增加;低雷诺数流动,射流的核心区较长,不稳定波的增长区间较长,声辐射的范围较宽,能量不集中,声源位置、方向角不明确。3.低雷诺数流动,基本流的法向速度对射流气动声场的影响较小,可以忽略。中雷诺数流动,基本流法向速度对射流气动声场的影响明显,需要考虑。