針對某型電動螺旋槳飛機噪聲過大問題,在保證螺旋槳氣動特性的同時,提出了改進沿展向槳葉形狀的降噪方法。采用FW-H模型、非定常滑移網(wǎng)格及大渦模擬方法獲得了氣動噪聲頻譜特征;通過地面遠場噪聲試驗,得到了螺旋槳在三種轉速下的氣動噪聲頻域特性和聲壓強度分布規(guī)律。對比分析螺旋槳各測點聲壓級試驗數(shù)據(jù)和數(shù)值計算結果,證明了數(shù)值計算模型的準確性�；谒⒌挠嬎隳Ｐ秃头椒�,預測了不同螺旋槳在三個轉速下的聲壓級分布,得出槳葉形狀對螺旋槳氣動噪聲的影響規(guī)律。研究表明:當螺旋槳轉速高于1 000r/min時,新葉片較原葉片氣動噪聲明顯降低。這說明槳葉載荷噪聲在氣動噪聲中起主導作用,可以通過改變沿展向槳葉形狀,有效降低葉片的氣動噪聲。 

【文章來源】：熱力透平. 2019,48(02)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圖１螺旋槳模型

ｍ１．６８８．７６０６０依據(jù)弦長與徑向的分布規(guī)律，采用Ｃａｔｉａ軟件生成葉片葉型，建立螺旋槳三維模型。此方法的優(yōu)勢在于避免了由坐標變換得到葉片截面而產(chǎn)生的眾多點與曲線，減少了工作量，提高了容錯率，模型如圖１所示。在ＩＣＥＭ軟件中劃分網(wǎng)格，網(wǎng)格分為內(nèi)場旋轉域和外場靜止域兩部分：內(nèi)場旋轉區(qū)域采用結構化四面體網(wǎng)格并進行局部加密，外場靜止區(qū)域采用結構化六面體網(wǎng)格，內(nèi)外域間使用滑移網(wǎng)格進行連接，網(wǎng)格總數(shù)約３８７萬，如圖２所示。圖１螺旋槳模型圖２整體網(wǎng)格劃分１．２參數(shù)設定與槳葉壓力脈動求解針對螺旋槳的湍流流場特性，采用ＬＥＳ和離散格式的ＰＲＥＳＴＯ求解器進行非定常計算。采用ＬＥＳ時，使用數(shù)值方法求解大尺度湍流，并對小尺度湍流脈動建立模型；相比于直接數(shù)值方法，ＬＥＳ對空間分辨率的要求較低；相比于雷諾平均模擬方法，ＬＥＳ方法能夠獲得更多的湍流信息。選擇１０００ｒ／ｍｉｎ、１５００ｒ／ｍｉｎ和２０００ｒ／ｍｉｎ共三種轉速進行槳葉壓力脈動計算。根據(jù)前期工４１１

形聲場的等聲壓線沿軸向兩側呈條狀分布，螺旋槳前后位置的球形表面聲壓較高，螺旋槳所在旋轉平面的球面表面聲壓較低。三種不同轉速下，螺旋槳球形場點輻射聲壓最大值分別為６２．２ｄＢ、７０．１ｄＢ、８０．１ｄＢ，均分布在球形場點軸向的前后兩端。數(shù)值模擬聲壓級相比于試驗值平均小６ｄＢ，這是因為數(shù)值模擬未考慮地面反射對氣動噪聲的影響。這與尹堅平等［１２］的研究結論中地面反射對聲源影響的修正量相吻合。因此對計算值進行修正并與試驗值相對比，結果繪制如圖３所示。（ａ）１０００ｒ／ｍｉｎ（ｂ）１５００ｒ／ｍｉｎ（ｃ）２０００ｒ／ｍｉｎ圖３各轉速下噪聲聲壓級分布２地面遠場噪聲試驗對螺旋槳進行整機地面靜態(tài)噪聲測試，以獲得氣動噪聲數(shù)據(jù)。試驗根據(jù)ＳＡＥＡＲＰ１８４６Ａ標準進行，選擇空曠露天場地，確保飛機的半徑５００ｍ范圍內(nèi)無建筑物或任何其他障礙物，保證噪聲測試不會受到其他因素影響，場地布置如圖４所示。圖４試驗場地噪聲測點布置如圖５所示，在半徑為１５Ｄ的圓周上，將螺旋槳中軸線正前方設為１號測點，每隔１０°布置一個測點，共１９個測點。圖５噪聲接收點位置示意圖５１１

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種高效率螺旋槳設計方法[J]. 項松,王吉,張利國,佟勝喜,吳江,劉遠強.  航空動力學報. 2015(01)
[2]前飛旋翼三維湍流場的數(shù)值模擬[J]. 于子文,曹義華.  北京航空航天大學學報. 2006(07)

博士論文
[1]基于非結構網(wǎng)格的直升機旋翼流場及噪聲研究[D]. 葉靚.南京航空航天大學 2009



本文編號：3261984