發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇與外涵道噪聲傳播計(jì)算及優(yōu)化.pdf

1、噪聲是大型客機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵指標(biāo)之一,世界主要航空管理機(jī)構(gòu)對民用飛機(jī)的噪聲特性不斷提出新的要求。影響民用飛機(jī)適航噪聲的主要噪聲源包括機(jī)體噪聲和發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲,隨著大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展,發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲水平雖然已經(jīng)有了明顯降低,但是在起飛和著陸階段,發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲仍然是大型客機(jī)的主要噪聲源之一。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇直徑的不斷增大,噴流速度不斷降低,使得噴流噪聲在發(fā)動(dòng)機(jī)總聲源中的比例越來越小,而風(fēng)扇噪聲所占的比例越來越大,風(fēng)扇噪聲的傳播成為目前航空聲學(xué)研究的

2、主要問題之一。
　　本文選取大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的典型幾何外形,通過計(jì)算流體力學(xué)(CFD)方法計(jì)算得出流場,再使用時(shí)域有限差分法求解2.5D線化歐拉方程(2.5D LEE)進(jìn)行給定聲源的聲傳播計(jì)算。其中,時(shí)間推進(jìn)使用4/6階Runge-Kutta法,空間離散采用6階緊致格式,和人工選擇性阻尼等數(shù)值方法,利用C語言編寫計(jì)算程序,計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)近場的聲傳播。為了分析遠(yuǎn)場的噪聲水平,本文使用FW-H積分方法,獲得遠(yuǎn)場觀察點(diǎn)的聲壓級。
　

3、　在分析計(jì)算的基礎(chǔ)上,本文將使用CAA方法計(jì)算得出的遠(yuǎn)場觀察點(diǎn)的聲壓級作為目標(biāo)函數(shù),通過編寫程序?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣到的參數(shù)化建模,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DoE)的方法和Kriging模型為基礎(chǔ)的優(yōu)化方法對進(jìn)氣道外形的聲學(xué)特性進(jìn)行了初步優(yōu)化,優(yōu)化過程中同時(shí)考慮了氣動(dòng)約束條件,確保風(fēng)扇進(jìn)氣道的總壓恢復(fù)系數(shù)沒有明顯的變化。本文結(jié)果驗(yàn)證了時(shí)域有限差分法 CAA方法與基于Kriging的優(yōu)化方法相結(jié)合開展低噪聲優(yōu)化的有效性,對進(jìn)一步研究氣動(dòng)約束調(diào)價(jià)下的低噪