[發(fā)明專利]一種湍流控制屏聲學(xué)校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910701878.0
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110332986A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊明綏;許瑋健;王萌;梁寶逵;武卉;閆力奇;王笛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)沈陽發(fā)動機(jī)研究所
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G01N29/04
• 代理公司: 北京航信高科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

本申請涉及一種全消聲室內(nèi)湍流控制屏聲學(xué)校準(zhǔn)系統(tǒng)，其包括：校準(zhǔn)聲源，標(biāo)準(zhǔn)聲源設(shè)置在風(fēng)扇進(jìn)氣唇口的平面中心，且風(fēng)扇進(jìn)氣唇口的平面中心距湍流控制屏中心的最小距離不少于風(fēng)扇試驗(yàn)件直徑的1/4，最大距離不超過風(fēng)扇唇口平面中心與湍流控制屏邊緣構(gòu)成的120°范圍，校準(zhǔn)聲源用于產(chǎn)生預(yù)定頻率范圍的粉紅噪聲；參考傳聲器，參考傳聲器設(shè)置于校準(zhǔn)聲源與湍流控制屏之間，且位于風(fēng)扇的軸線上，用于判斷校準(zhǔn)聲源的發(fā)聲狀態(tài)；多個校準(zhǔn)傳聲器，多個校準(zhǔn)傳聲器以校準(zhǔn)聲源為圓心成扇形的布置在湍流控制屏外的全消聲室內(nèi)，且校準(zhǔn)傳聲器構(gòu)成的扇形邊緣位于湍流控制屏輪廓以內(nèi)，校準(zhǔn)傳聲器用于捕獲噪音。本申請能夠在160Hz～40kHz頻率范圍內(nèi)滿足自由場條件。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于航空發(fā)動機(jī)氣動聲學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種湍流控制屏聲學(xué)校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著航空發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)向著精細(xì)化、多學(xué)科耦合方向的發(fā)展，發(fā)動機(jī)噪聲問題得到了越來越多的關(guān)注，噪聲控制及試驗(yàn)量化評估問題在發(fā)動機(jī)研制過程中變得十分重要。

對于航空發(fā)動機(jī)地面噪聲試驗(yàn)測試而言，湍流控制屏是保障航空發(fā)動機(jī)噪聲測試與研究的關(guān)鍵設(shè)備，其功用主要是對地面進(jìn)氣中存在的渦流進(jìn)行整流，消除渦流與風(fēng)扇干涉誘發(fā)的二次噪聲，并最大限度保障風(fēng)扇噪聲的順利傳播。但是由于湍流控制屏自身結(jié)構(gòu)及材料特性，仍然會存在一定的隔聲損失。因此，如何開展湍流控制屏聲學(xué)特性的校準(zhǔn)，是航空發(fā)動機(jī)聲學(xué)試驗(yàn)量化評估中的重要問題，在一些國際標(biāo)準(zhǔn)中也明確提出了整機(jī)試驗(yàn)過程中湍流控制屏的聲學(xué)校準(zhǔn)要求(頻率范圍500Hz～8kHz)。

目前消聲室內(nèi)進(jìn)行在縮尺風(fēng)扇部件噪聲水平的試驗(yàn)工作，需在消聲室內(nèi)針對縮尺風(fēng)扇部件聲學(xué)試驗(yàn)需求開展湍流控制屏的聲學(xué)校準(zhǔn)工作，可獲得湍流控制屏的傳聲特性，實(shí)現(xiàn)對風(fēng)扇噪聲數(shù)據(jù)的修正，從而得到精準(zhǔn)的風(fēng)扇噪聲試驗(yàn)數(shù)據(jù)。但對于縮尺風(fēng)扇部件而言，其湍流控制屏的聲學(xué)校準(zhǔn)情況與國際標(biāo)準(zhǔn)要求存在以下兩方面差異：

1)現(xiàn)有技術(shù)中僅具有露天條件下(半自由場)，應(yīng)用于整機(jī)的湍流控制屏聲學(xué)校準(zhǔn)要求，且未給出具體試驗(yàn)流程，而縮尺風(fēng)扇部件聲學(xué)試驗(yàn)是在消聲室內(nèi)進(jìn)行的，與國際標(biāo)準(zhǔn)給出的露天環(huán)境不同，國際標(biāo)準(zhǔn)要求不再適用；

2)風(fēng)扇縮尺后，風(fēng)扇噪聲特性發(fā)生改變，風(fēng)扇噪聲頻率范圍會增高，導(dǎo)致校準(zhǔn)頻率范圍增高，甚至達(dá)到超聲范疇(20kHz-40kHz)，國際標(biāo)準(zhǔn)要求不再適用。

因此，需要一種適用于全消聲室環(huán)境下的湍流控制屏聲學(xué)校準(zhǔn)系統(tǒng)、方法及校準(zhǔn)流程等，為縮尺風(fēng)扇部件噪聲試驗(yàn)測試的精準(zhǔn)量化評估提供支撐。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的是提供了一種全消聲室內(nèi)湍流控制屏聲學(xué)校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法，以解決或減輕背景技術(shù)中的至少一個問題。

在第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N全消聲室內(nèi)湍流控制屏聲學(xué)校準(zhǔn)系統(tǒng)，所述校準(zhǔn)系統(tǒng)置于全消聲室，其包括：

校準(zhǔn)聲源，所述標(biāo)準(zhǔn)聲源設(shè)置在風(fēng)扇進(jìn)氣唇口的平面中心，且所述風(fēng)扇進(jìn)氣唇口的平面中心距所述湍流控制屏中心的最小距離不少于風(fēng)扇試驗(yàn)件直徑的1/4，最大距離不超過風(fēng)扇唇口平面中心與湍流控制屏邊緣構(gòu)成的120°范圍，所述校準(zhǔn)聲源用于產(chǎn)生預(yù)定頻率范圍的粉紅噪聲；

參考傳聲器，所述參考傳聲器設(shè)置于所述校準(zhǔn)聲源與所述湍流控制屏之間，且位于所述風(fēng)扇的軸線上，用于判斷所述校準(zhǔn)聲源的發(fā)聲狀態(tài)；

多個校準(zhǔn)傳聲器，多個所述校準(zhǔn)傳聲器以所述校準(zhǔn)聲源為圓心成扇形的布置在湍流控制屏外的全消聲室內(nèi)，且所述校準(zhǔn)傳聲器構(gòu)成的扇形邊緣位于所述湍流控制屏輪廓以內(nèi)，所述校準(zhǔn)傳聲器用于捕獲噪音。

在本申請一實(shí)施方式中，所述預(yù)定頻率范圍為160Hz～40kHz。

在本申請一實(shí)施方式中，所述校準(zhǔn)聲源至少具有1/3倍頻帶結(jié)果且高于背景噪聲10dB的信噪比。

在第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N全消聲室內(nèi)湍流控制屏聲學(xué)校準(zhǔn)方法，其包括：