飞机起落架结构件气动噪声分析与降噪方法研究

发布时间：2017-08-29 17:32

  本文关键词：飞机起落架结构件气动噪声分析与降噪方法研究

  更多相关文章： 飞机起落架气动噪声 声类比 降噪设计 主动控制 边缘射流

【摘要】：大型客机是我国近年来重点发展的项目。飞机噪声直接影响民用飞机适航取证及其市场竞争力。飞机着陆过程中,起落架气动噪声是飞机机体噪声的重要组成部分之一。因此,开展起落架及其结构件气动噪声相关技术研究,对发展通用航空事业具有重要意义。研究探索飞机起落架典型构件支柱及扭力臂对起落架气动噪声的影响,通过数值模拟建立精确的起落架支柱及扭力臂结构件气动噪声分析模型,进而提出针对起落架结构件设计的降噪措施。运用基于Spalart-Allmaras方程的分离涡脱模拟法(DES)获得了起落架支柱及扭力臂结构件周围湍流流场的速度、压力、湍动能等特性。结合Lighthill声类比方法中的FW-H方程积分外推法获得了模型产生声场的频谱特性及噪声辐射指向特性。仿真结果表明,结构件噪声包含钝体扰流噪声和干扰噪声,具有偶极子声源的辐射特性。为了有效降低起落架结构件的气动噪声,根据获得的起落架噪声的发生机制,采用基于主动控制的方法,提出了在起落架扭力臂的背风面边缘施加射流的降噪方案,建立了添加射流构型的起落架结构件模型,设定了合适的射流速度以确保射流的有效性。运用数值模拟的方法研究了射流对结构件噪声的影响。仿真得到了射流后的流场特性、声场频谱特性以及各结构件的总声压级,通过与原始工况对比,表明添加射流改变了起落架结构件周围的流场,有效降低起落架的钝体绕流噪声和干扰噪声。并分析降噪前后起落架声场变化,提出优化射流速度的方案。通过对各工况的降噪效果的对比分析,得到了有效降噪的射流速度范围。研究结果对后续起落架气动噪声研究以及低噪声起落架设计均具有一定的参考价值。
【关键词】：飞机起落架气动噪声 声类比 降噪设计 主动控制 边缘射流
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V226
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 注释表9-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 基于飞行试验的噪声研究11-12
• 1.2.2 基于数值模拟的噪声研究12-13
• 1.2.3 关于降噪的研究13-14
• 1.2.4 小结14-15
• 1.3 本文研究内容及方法15-16
• 1.3.1 研究内容15
• 1.3.2 研究方法15-16
• 第二章 气动声学基本理论和计算方法16-27
• 2.1 气动声学理论的产生与发展16-17
• 2.2 气动噪声建模基础17-22
• 2.2.1 声波动方程17
• 2.2.2 Lighthill方程17-19
• 2.2.3 FW-H方程19-21
• 2.2.4 气动声源类型21-22
• 2.3 气动声源模拟的CFD技术22-26
• 2.3.1 大涡模拟法（LES）23-25
• 2.3.2 分离涡模拟法（DES）25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 起落架结构件气动噪声数值模拟27-51
• 3.1 气动噪声仿真模型27-30
• 3.1.1 起落架结构形式27
• 3.1.2 几何模型27-29
• 3.1.3 网格生成29-30
• 3.2 气动噪声数值模拟30-35
• 3.2.1 不可压缩流动模型30-31
• 3.2.2 湍流模型31-33
• 3.2.3 流场计算33-34
• 3.2.4 声场计算34
• 3.2.5 计算过程34-35
• 3.3 流场结果分析35-40
• 3.3.1 压力特性35-37
• 3.3.2 速度特性37-39
• 3.3.3 湍动能39-40
• 3.4 声场特性分析40-49
• 3.4.1 数据处理方法40-42
• 3.4.2 频谱特性42-45
• 3.4.3 指向特性45-49
• 3.5 本章小结49-51
• 第四章 起落架结构件降噪设计51-66
• 4.1 引言51
• 4.2 施加射流数值模拟51-53
• 4.2.1 几何模型和网格划分51-53
• 4.2.2 流场和声场计算53
• 4.3 施加射流流场结果分析53-57
• 4.3.1 压力特性53-55
• 4.3.2 速度特性55-57
• 4.4 声场特性分析57-58
• 4.4.1 数据处理方法57
• 4.4.2 频谱特性57-58
• 4.5 工况1降噪效果分析58-60
• 4.5.1 频谱特性对比58-59
• 4.5.2 结构件噪声总声压级对比59-60
• 4.6 射流降噪优化60-64
• 4.6.1 工况2的降噪结果分析60-62
• 4.6.2 工况3的降噪效果分析62-63
• 4.6.3 各工况降噪效果对比63-64
• 4.7 本章小结64-66
• 第五章 总结与展望66-68
• 5.1 本文的主要工作和结论66
• 5.2 后续研究工作及展望66-68
• 参考文献68-73
• 致谢73-74
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：754553