聲襯與發(fā)動機管道外形的綜合優(yōu)化.pdf

1、隨著全球范圍內(nèi)民用航空業(yè)的快速發(fā)展，噪聲問題受到越來越多的重視，民用飛機的噪聲標(biāo)準(zhǔn)也日趨嚴(yán)格。對民機制造商來說，需要發(fā)展準(zhǔn)確有效的飛機噪聲數(shù)值預(yù)測方法，滿足低噪聲設(shè)計的需求。飛機噪聲包括機體噪聲和發(fā)動機噪聲，盡管大涵道比渦扇發(fā)動機使得發(fā)動機噪聲在飛機噪聲中的比重有所降低，發(fā)動機噪聲仍然是重要的噪聲源，其中之一是風(fēng)扇噪聲。本文研究風(fēng)扇噪聲傳播的數(shù)值預(yù)測及低噪聲優(yōu)化設(shè)計方法。風(fēng)扇噪聲問題可以采用混合方法，發(fā)動機的轉(zhuǎn)子/定子區(qū)域產(chǎn)生的噪聲在管

2、道內(nèi)部的傳播可以通過求解線化歐拉方程（LEE）來預(yù)測，遠(yuǎn)場的輻射可以通過求解FW-H積分來實現(xiàn)。本文使用基于復(fù)數(shù)形式的2.5D時域LEE方程和Fung提出的時域阻抗邊界條件（TDIBC）模型的計算氣動聲學(xué)（CAA）方法模擬了亞音速進(jìn)氣道的風(fēng)扇噪聲的管道內(nèi)傳播及遠(yuǎn)場聲輻射過程，并對進(jìn)氣道幾何外形及聲襯參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化以降低遠(yuǎn)場聲壓級。聲傳播計算采用復(fù)數(shù)形式的時域線化歐拉方程，進(jìn)氣道的非均勻背景流場通過雷諾時均方法（RANS）求解，基于該背景

3、流添加了TDIBC邊界條件；程序的正確性通過無凸緣半無限管道的遠(yuǎn)場噪聲數(shù)值預(yù)測結(jié)果與解析解的比較得到驗證，TDIBC的程序?qū)崿F(xiàn)通過NASA的GIT切向入射管實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證；基于Kriging-RSM優(yōu)化方法，采用總壓恢復(fù)系數(shù)（TPR）和遠(yuǎn)場聲壓級（SPL）衰減幅值作為兩個目標(biāo)函數(shù)，提出考慮進(jìn)氣道幾何外形及聲襯參數(shù)的綜合優(yōu)化策略，優(yōu)化結(jié)果表明該優(yōu)化策略能夠用于進(jìn)氣道風(fēng)扇噪聲傳播的優(yōu)化設(shè)計，得到氣動特性和噪聲特性綜合最優(yōu)的設(shè)計方案。本課題