發(fā)動機風扇與外涵道噪聲傳播計算及優(yōu)化.pdf

1、噪聲是大型客機設計的關(guān)鍵指標之一,世界主要航空管理機構(gòu)對民用飛機的噪聲特性不斷提出新的要求。影響民用飛機適航噪聲的主要噪聲源包括機體噪聲和發(fā)動機噪聲,隨著大涵道比發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展,發(fā)動機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)動機噪聲仍然是大型客機的主要噪聲源之一。隨著發(fā)動機風扇直徑的不斷增大,噴流速度不斷降低,使得噴流噪聲在發(fā)動機總聲源中的比例越來越小,而風扇噪聲所占的比例越來越大,風扇噪聲的傳播成為目前航空聲學研究的

2、主要問題之一。
　　本文選取大涵道比渦扇發(fā)動機的典型幾何外形,通過計算流體力學(CFD)方法計算得出流場,再使用時域有限差分法求解2.5D線化歐拉方程(2.5D LEE)進行給定聲源的聲傳播計算。其中,時間推進使用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語言編寫計算程序,計算發(fā)動機近場的聲傳播。為了分析遠場的噪聲水平,本文使用FW-H積分方法,獲得遠場觀察點的聲壓級。
　

3、　在分析計算的基礎上,本文將使用CAA方法計算得出的遠場觀察點的聲壓級作為目標函數(shù),通過編寫程序?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機進氣到的參數(shù)化建模,并結(jié)合實驗設計(DoE)的方法和Kriging模型為基礎的優(yōu)化方法對進氣道外形的聲學特性進行了初步優(yōu)化,優(yōu)化過程中同時考慮了氣動約束條件,確保風扇進氣道的總壓恢復系數(shù)沒有明顯的變化。本文結(jié)果驗證了時域有限差分法 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,對進一步研究氣動約束調(diào)價下的低噪