随着大涵道比涡扇发动的广泛采用,风扇和喷流的噪声水平大幅下降,压气机噪声所占的比例逐渐上升,特别是飞机进场的时候,压气机噪声水平跟风扇相当。针对压气机的噪声设计,已经成为改善发动机噪声性能的重要举措之一。研究噪声预测方法,了解压气机气动性能与声学特性,探索二者之间的内在联系,是压气机降噪设计的前提。文章以NASA试验用的QF-1型压气机为研究对象,采用计算流体力学和计算航空声学相结合的方法,计算了压气机地面试验时的声压级,并在地面试验噪声的基础上,通过声传播修正,得到压气机在飞行状态下的噪声辐射特性。本文主要工作如下:(1)压气机流场和声场数值计算理论和方法研究。介绍了直接数值模拟、雷诺时均、大涡模拟湍流计算模型,以及Lighthill声类比、Moring声类比声场计算模型,对比分析这些模型组合在声学计算方面的优缺点。研究压气机几何模型建立、计算域划分、网格生成和边界条件配置的要求和策略。总结压气机声学混合数值算法的工具和操作流程。(2)压气机飞行状态下噪声修正方法研究。分析飞机噪声适航性审定的基本要求,并据此推导飞机进场航迹的计算模型。研究了噪声球面扩散模型、多普勒效应修正模型和大气吸收衰减模型。(3)压气机流场特点和静态声学特征分析。根据流场的特点,分析了压气机声源类型,以及声源位置。分析了多个工况下的压气机噪声辐射特性,包括离散单音和总噪声级的指向性特征,以及三分之一频程带宽的频谱特性。将计算值与试验值进行比对,验证了混合数值方法的准确性和可行性,可以用于压气机的噪声评估。(4)压气机飞行噪声计算及分析。计算了波音737-300飞机的进场航迹,基于航迹参数,将静态的压气机噪声修正到飞行状态。对比了压气机多个转速下的进场噪声级,结果表明,在中等的转速下,压气机的噪声辐射更加显著。