电动螺旋桨飞机舱内噪声特性分析

发布时间：2020-11-22 10:15

　　 随着电动飞机的蓬勃发展,飞机的舒适性将成为最重要的一项考核指标,而舱内噪声的大小对飞机舒适性起到决定性的影响。同时舱内噪声过大会导致仪器仪表的损坏,引起的振动还可能导致机身强度的破坏并威胁乘客的安全,因此如何优化飞机舱内噪声具有重要意义。本文以电动飞机舱内噪声为研究对象,采用理论分析、数值计算、试验研究相结合的方法,开展了螺旋桨气动噪声数值模拟、远场噪声试验、气动噪声优化设计、基于声振耦合模态下的舱内噪声响应计算与分析及舱内噪声试验等研究。气动噪声方面,采用FW-H模型、非定常滑移网格及大涡模拟方法获得气动噪声频谱特征;通过远场噪声实验,得到螺旋桨在五种转速下的气动噪声频域特性和声压强度分布规律。对比分析螺旋桨各测点声压级实验数据与数值计算结果,证明了数值计算模型的准确性。基于建立的计算模型和方法,在保证螺旋桨气动特性的同时,提出了改进沿展向桨叶形状的降噪方法。预测了不同螺旋桨在3个转速下的声压级分布,得出桨叶形状对螺旋桨气动噪声的影响规律。舱内噪声方面,运用Catia完成了机舱结构建模,对结构和声学有限元模态进行计算与分析,通过Virtual.lab完成声振耦合面设置,加载气动噪声源之后,利用有限元(FEM)中基于声振耦合模态下的声学响应计算方法完成舱内噪声的计算与分析。表明了沿机身方向舱内噪声有规律的由高变低、由外向内逐渐减小,舱内噪声最大的位置是在螺旋桨后方并且靠近机身的位置。舱内噪声试验对舱内6个测点在5种不同转速下的时域、频域和总声压级信号进行了测试。研究表明:舱内噪声主要集中在频率小于1000Hz的低频段,主要影响因素是螺旋桨的气动噪声;不同测点的总声压级走势大致相同,人耳处测点位置总声压级最小,仪表盘上方测点总声压级最高,这与数值模拟得出的结论相一致。
【学位单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：V223
【部分图文】：

其碳排放量为零。辽宁通用航空研究院研制的某型双座电动轻型飞机，是国内第一架新能源双座通用飞机，如图1.1 所示。该飞机采用纯锂电电池作为动力源，通过电机驱动螺旋桨作为动力，全机结构由复合材料构成，与其他动力源飞机相比，具有低空和低速性能好、对起飞和降落要求低、性价比高、易于驾驶等优点。但是螺旋桨作为动力输出不可或缺的部件，在运转时必然会产生噪声，而螺旋桨噪声的主要危害体现在以下三方面：(1)由螺旋桨拖出的涡系可诱发机翼翼面气流脉动，强烈的气流脉动将会以结构噪声形式，传入机身座舱内部，

沈阳航空航天大学硕士学位论文并以空气传声和结构传声这两种不同的传递路径形式传入舱内[14-15]。的电动螺旋桨飞机，它的舱内噪声来源主要是由机舱外部的螺旋桨气所组成。气动噪声以空气声的形式通过空气传到机舱上，引起舱壁振；而电机振动是通过结构传声引起机舱振动从而向内辐射噪声。传到来引起机舱振动从而形成机舱内的声振耦合现象，这也是最终的舱内

螺旋桨声学的计算方法按照求解的方式的不同可大体分为三类，第一类是理论法，主要由声线法构成；第二类为能量方法，主要由统计能量法和能量有限元法组成；第三类为数值方法，主要由有限元、无限元及边界元三种方法组成，具体见图2.1。下面对部分典型的螺旋桨声学计算方法做简单的介绍和讨论。图 2.1 声学计算方法2.3.1 声线法声线法的理论依据来自于几何光学，当声波的频率较高，可用几何光学中反射面的概念进行描述，即当声波的波长小于封闭空间的反射面时，可把声的传播看成是沿声线传播的声能，这个传播过程需忽略声的波动性能。该方法假设空间内任何一个具有确定功率的声源可向任意方向或指定方向向外辐射声音，这些声源间相关性可以不确定。从任何一个声源发出的声线在接触壁面后发生反射，声源损失的能量由接触壁面的吸声特性决定。通过接收点的声接收情况，可求出该点随频率变化的稳态声压。该方法可用于封闭、半封闭或完全开放的空间，特别在处理大型几何声学问题时很有优势。声线模型的使用有一些特殊的条件限制
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 孙秀兰;;颅内噪声的检测和分析[J];国外医学(生物医学工程分册);1987年06期

2 胡选利;戴德沛;;螺旋桨飞机舱内噪声的定量分析和预估[J];振动工程学报;1988年03期

3 钟和;民航班机内嗓声分布及其对空勤员听力的影响[J];工业卫生与职业病;1989年05期

4 张斌;;运材汽车驾驶室内噪声的研究(下)——驾驶室内噪声源分析[J];吉林林学院学报;1990年03期

5 王春辉;王华明;欧飞;;螺旋桨飞机舱内噪声特性分析[J];大众科技;2014年11期

6 陈志华;;有关厂房内噪声的控制[J];今日科苑;2014年01期

7 孙桢洁;李红英;;内噪声对细胞体系钙振荡的积极作用[J];菏泽学院学报;2006年05期

8 罗乖林;王晋军;;飞机舱内噪声综合治理技术[J];北京航空航天大学学报;2010年07期

9 柳周;刘晓波;雷新红;;空调机组对地铁车辆室内噪声贡献量的测试分析[J];技术与市场;2014年08期

10 乔玲,马筠,张秀华,郑天恩;提速列车车厢内噪声、振动改变的探讨[J];铁道劳动安全卫生与环保;1998年04期

相关博士学位论文 前3条

1 易鸣;非线性基因调控网络的随机动力学研究[D];华中师范大学;2008年

2 张先明;宽光谱与时域宽调谐光纤激光器研究及应用[D];中国科学技术大学;2012年

3 马娟;复杂化学体系中涨落效应及其调控的理论研究[D];中国科学技术大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 王泽;电动螺旋桨飞机舱内噪声特性分析[D];沈阳航空航天大学;2019年

2 王春辉;螺旋桨飞机舱内噪声特性分析[D];南京航空航天大学;2015年

3 赵伟;隧道内噪声对人的影响分析和主动噪声控制系统研究[D];北京交通大学;2016年

4 侯燕林;施工场界内噪声烦恼度对不安全行为的影响研究[D];东北财经大学;2016年

5 田琪;固定点声源作用下高速公路隧道内噪声声场分布特性研究[D];北京交通大学;2014年

6 郝英行;噪声作用下时滞神经元体系动力学行为的研究[D];鲁东大学;2011年

7 王琦;自突触和内噪声作用下神经元网络动力学行为研究[D];鲁东大学;2016年

8 董翊;基因调控网络内涨落性质的理论研究[D];中国科学技术大学;2009年

9 孙润智;耦合细胞体系的振动共振和空间相干共振[D];安徽师范大学;2015年

10 潘为;基因调控网络的分析与控制[D];中国科学技术大学;2011年

本文编号：2894544