《旋翼跨音速噪聲發聲機理分析及控制方法研究》是依託南京航空航天大學，由招啟軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：旋翼跨音速噪聲發聲機理分析及控制方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：招啟軍
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大速度前飛狀態下，旋翼跨音速高速脈衝噪聲是直升機主要噪聲源之一。關於旋翼前飛非定常跨音速噪聲機理研究是採用大槳尖馬赫數的懸停旋翼作為研究對象，與實際不符。為此，本項目直接針對直升機前飛狀態，通過數值方法，揭示旋翼非定常跨音速噪聲發聲機理和建立噪聲控制方法，涉及的關鍵點和難點是：(1)考慮槳葉彈性影響，並採用自適應格線技術，建立精確捕捉前飛流場中激波/附面層干擾、強烈漩渦等的高解析度、低耗散數值模擬方法；(2)發展高精度流場與聲場混合計算方法，分析聲波穿越激波等強非線性區域的畸變特性，提出旋翼跨音速離域化現象的表征參數，掌握跨音速噪聲發聲機理和傳播特性，形成可靠的旋翼跨音速噪聲分析理論；(3)探索槳葉外形參數對降低旋翼跨音速噪聲的作用規律，並提出經部分試驗驗證的旋翼噪聲控制方法。為準確計算旋翼跨音速噪聲特性及直升機降噪設計打下理論基礎，同時擴大計算流體力學和氣動聲學在航空領域的套用範圍。
結題摘要
本項目開展了旋翼跨音速噪聲發聲機理分析及控制方法研究，針對直升機前飛狀態下跨音速高速脈衝噪聲傳播和輻射的複雜性，在流場數值模擬方法、噪聲預估方法、高速脈衝噪聲發聲機理及噪聲抑制方法等方面進行研究，建立了一套適合旋翼高速脈衝噪聲的高精度預估分析方法，在此基礎上，著重揭示前飛狀態下高速脈衝噪聲發聲機理，依此發展旋翼跨音速噪聲抑制方法，並進行了原理性驗證試驗。課題為了模擬旋翼非定常跨音速流場的流動細節，建立了一套旋翼非定常跨音速流場的高效高精度數值模擬方法。考慮槳葉彈性變形的影響，並結合自適應格線技術，建立適合旋翼跨音速流場激波/邊界層干擾和尾跡渦量模擬的高解析度、低耗散數值方法。在旋翼跨音速流場的數值模擬基礎上，為了獲得典型的旋翼流場結構特徵，建立了旋翼高速脈衝噪聲的高精度預估方法，揭示了旋翼高速脈衝噪聲在其複雜流場中的傳播規律和畸變特性。進一步通過對旋翼高速脈衝噪聲特性的數值模擬，分析了前飛狀態非定常流動影響下前行槳葉附近的離域化現象，包括跨音速流動中的激波強度、位置和範圍等，探索與噪聲傳播特性（輻射強度、方向和相位等）之間的關係，揭示了旋翼高速脈衝噪聲發聲機理。在此基礎上，採用建立的數值模擬方法，基於揭示的非定常流動影響下旋翼高速脈衝噪聲發聲機理，分析了槳尖外形參數（後掠角、下反角、尖削等）對旋翼附近離域化現象發生程度的控制規律，從噪聲的輻射強度、方向、頻率和相位分析上，提出了旋翼高速脈衝噪聲的抑制方法，並進行了初步試驗驗證研究。
