动叶与周向倾斜静叶的级间非定常流动及气动声学研究

被引量 : 7次 | 上传用户:xinguan701
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着商用航空发动机推力的不断增加,大涵道比涡扇发动机的风扇噪声在飞机起飞/降落过程中也越来越大,如何降低风扇噪声是商用客机取得适航认证必须考虑的问题。动静干涉噪声是风扇噪声的主要组成部分,降低风扇噪声通常采用技术手段有匹配动静叶片数、铺设管道声衬、采用弯掠动叶和增加动静间隙等。在满足前两种方法的基础上,改变动静叶片的几何结构和相对位置成为当前主要的降噪方法。增加动静叶片排间隙能够有效的降低动静干涉噪声,但会导致发动机短舱尺寸的增加进而降低发动机的推重比。本文在不增加动静间隙的基础上,通过后置静叶的周向倾斜,调节动静级间非定常脉动力的径向相位适配来降低动静干涉噪声。本文以1.5级轴流压气机为对象,针对后置静叶周向倾斜对动静叶片干涉引起的非定常流动和气动噪声进行了系统地研究。通过实验测量、数值模拟以及噪声预测等手段,获得了静叶倾角对压气机内部流场特性以及气动声学特性的影响,讨论了静叶倾斜的降噪机理,重点关注了静叶倾角对动叶尾迹的调相作用,发展了基于管道声学模态的动静干涉噪声预测方法。本文主要内容包括:1.设计搭建了1.5级轴流压气机气动-声学性能试验台,测量了-25°、0°、25°静叶周向倾角对压气机气动性能的影响,获得了压气机装置在这三种代表性静叶倾角时的空气动力学特性曲线。采用动态压力传感器以及旋转机匣的方式,对管道声学模态进行了测量,捕获了一阶谐波下静动干涉的模态。2.针对1.5级和单级压气机模型,采用数值计算的方法对具有不同静叶倾角的压气机内部流动开展了非定常研究,并通过性能曲线和动态压力传感器的测量结果验证了数值计算的准确性。通过对非定常数值计算结果分析,揭示了动叶尾迹在静叶通道内的发展过程以及对静叶表面附面层流动的影响,深入分析了静叶倾角对动静级间动叶尾迹径向相位分布的影响,同时对静叶表面的扰动系数以及静叶受到的非定常力及其相位进行了深入探讨,认识了静叶倾角对压气机动静干涉表面声源的影响。研究发现:正倾斜静叶能够有效的拉长动静级间动叶尾迹的径向分布,增加了动叶尾迹扫过静叶前缘的时间,从而降低静叶表面的非定常力。3.测量了压气机动静交界面以及进口位置的噪声分布,具体分析了静叶倾角对于进口位置噪声分布指向性的影响,讨论了静叶倾角对动静叶片干涉离散单音噪声、宽频噪声以及单音噪声占比的影响。研究发现:通过倾斜静叶能够有效的控制动静干涉单音噪声,正倾斜静叶的降噪效果要优于反倾,且倾斜角度应大于10°以获取较好的降噪效果。4.结合波动方程、管道格林函数和环形管道的Helmholtz方程等,推导了适用于动静干涉的管道声模态预测计算公式,同时对叶片的三维造型进行了简化,建立了基于数值计算后续噪声预测的理论模型。通过计算模型对试验台的管道声学模态截止状态进行了详细的研究,具体分析了静动叶片干涉和动静叶片干涉模态的截止情况,并且根据非定常数值计算得到了静叶表面的非定常力分布,对试验台的前传和后传噪声进行了预测。根据预测的模态声功率结果得到结论:正倾斜静叶可以有效的降低动静干涉声功率,正倾斜的降噪效果要优于反倾。
其他文献
介绍了无机高分子化合物阻燃剂聚磷酸铵的性质、生产过程、产品标准和阻燃应用。综述了聚磷酸铵十年来的性能、改性研究情况。
目前煤矿粉尘危害依然严重,尘肺病患者人数日趋增加,粉尘治理刻不容缓。粉尘检测是粉尘治理不可或缺的一部分,但目前的煤矿粉尘浓度检测方法均存在各种不足之处,既要实现准确、连
在中国共产党长期执政的历史背景下,建设一个什么样的党、怎样建设党是一个十分重要的现实问题,直接关系到中国共产党和整个中国的前途及命运。在当前这一新的历史时期,中国共产
装配活动是产品制造的重要阶段,计算机辅助装配规划(Computer AidedAssembly Planning, CAAP)则是装配活动自动化的基础,其中包含的装配序列规划(Assembly Sequence Planning,ASP)
三段式生产工艺是国内部分规模化猪场主要采用的养猪生产模式,其以减少仔猪应激为主要优势。本文以北京顺鑫农业茶棚原种猪场(以下简称茶棚猪场)为例,从猪群日常管理和环境调
基督教宗教音乐有着深远的历史,在进入中国后,为中国音乐的发展带来了重要的意义。无论是音乐理论还是音乐创作上,基督宗教音乐的渗透对中国音乐的发展起着重要的作用。本文将基
薪酬体系是人力资源管理中的重要环节之一,恰当的薪酬体系在人力资源管理中发挥着重要的作用。本文探讨了公共行政部门的薪酬体系设计,认为公共行政部门应采取职能绩薪为中心的
区域公共服务一体化是区域一体化的应有之义,区域共公共服务一体化的参与主体包括中央政府、地方政府、企业、非政府组织等,其中地方政府比其他参与主体更为了解地方居民的公共
目的创伤性痛性神经瘤的防治一直是困扰临床医生的一大难题,神经套管法是目前较为有效的治疗方法,但由于神经套管材料的限制,使该治疗方法至今仍未推广应用。本课题拟研究生物可
为了切实提升高校服务区域新农村建设能力和水平,2012年教育部、科技部联合启动高校新农村发展研究院建设计划。基于此,本刊特邀张承祥等知名专家就如何推进新农村发展研究院