悬停状态剪刀式尾桨气动/噪声特性优化分析

发布时间：2024-05-12 05:52

　　建立了一套基于CFD(computational fluid dynamics)方法和FW-H(Ffowcs Williams-Hawkings)方程的剪刀式尾桨气动噪声预估技术和组合优化算法的尾桨外形参数设计方法。基于嵌套网格方法采用雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程作为尾桨流场求解控制方程,采用了一套适用于剪刀式尾桨悬停气动特性模拟的高效CFD方法。在流场分析的基础上,采用FW-H方程预测剪刀式尾桨在典型观察位置处的气动噪声。分别在控制总距以及控制拉力系数不变的情况下,以提高尾桨悬停效率同时降低气动噪声为目标,对剪刀式尾桨的剪刀角和轴间距两个主要外形参数进行优化设计。将基于拉丁超立方(LHS)方法和径向基函数(RBF)的代理模型方法与遗传算法过程相结合,建立了一种有效的组合优化算法。结果表明:剪刀角和轴间距的不同组合可以通过削弱桨-涡干扰现象从而实现降低旋翼桨-涡干扰噪声的目的。在当前的计算状态下,优化得到的剪刀式尾桨的悬停效率比常规尾桨高16%,其平均声压级比常规尾桨降低了2.3dB。

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【文章目录】：
1 数值计算方法
    1.1 流场求解方法
    1.2 气动噪声计算方法
    1.3 数值计算方法验证
2 优化设计方案
    2.1 优化算法
    2.2 设计状态和优化目标
3 计算结果与分析
    3.1 在相同总距下的优化
    3.2 在相同拉力下的优化
    3.3 优化尾桨与常规尾桨对比分析
4 结论



本文编号：3970958