[發明專利]一種湍流控制屏聲學校準系統及方法

在審

• 申請號: 201910701878.0
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110332986A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 楊明綏;許瑋健;王萌;梁寶逵;武卉;閆力奇;王笛
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽發動機研究所
• 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權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

本申請涉及一種全消聲室內湍流控制屏聲學校準系統，其包括：校準聲源，標準聲源設置在風扇進氣唇口的平面中心，且風扇進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扇試驗件直徑的1/4，最大距離不超過風扇唇口平面中心與湍流控制屏邊緣構成的120°范圍，校準聲源用于產生預定頻率范圍的粉紅噪聲；參考傳聲器，參考傳聲器設置于校準聲源與湍流控制屏之間，且位于風扇的軸線上，用于判斷校準聲源的發聲狀態；多個校準傳聲器，多個校準傳聲器以校準聲源為圓心成扇形的布置在湍流控制屏外的全消聲室內，且校準傳聲器構成的扇形邊緣位于湍流控制屏輪廓以內，校準傳聲器用于捕獲噪音。本申請能夠在160Hz～40kHz頻率范圍內滿足自由場條件。

技術領域

本申請屬于航空發動機氣動聲學技術領域，特別涉及一種湍流控制屏聲學校準系統及方法。

背景技術

隨著航空發動機設計向著精細化、多學科耦合方向的發展，發動機噪聲問題得到了越來越多的關注，噪聲控制及試驗量化評估問題在發動機研制過程中變得十分重要。

對于航空發動機地面噪聲試驗測試而言，湍流控制屏是保障航空發動機噪聲測試與研究的關鍵設備，其功用主要是對地面進氣中存在的渦流進行整流，消除渦流與風扇干涉誘發的二次噪聲，并最大限度保障風扇噪聲的順利傳播。但是由于湍流控制屏自身結構及材料特性，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特性的校準，是航空發動機聲學試驗量化評估中的重要問題，在一些國際標準中也明確提出了整機試驗過程中湍流控制屏的聲學校準要求(頻率范圍500Hz～8kHz)。

目前消聲室內進行在縮尺風扇部件噪聲水平的試驗工作，需在消聲室內針對縮尺風扇部件聲學試驗需求開展湍流控制屏的聲學校準工作，可獲得湍流控制屏的傳聲特性，實現對風扇噪聲數據的修正，從而得到精準的風扇噪聲試驗數據。但對于縮尺風扇部件而言，其湍流控制屏的聲學校準情況與國際標準要求存在以下兩方面差異：

1)現有技術中僅具有露天條件下(半自由場)，應用于整機的湍流控制屏聲學校準要求，且未給出具體試驗流程，而縮尺風扇部件聲學試驗是在消聲室內進行的，與國際標準給出的露天環境不同，國際標準要求不再適用；

2)風扇縮尺后，風扇噪聲特性發生改變，風扇噪聲頻率范圍會增高，導致校準頻率范圍增高，甚至達到超聲范疇(20kHz-40kHz)，國際標準要求不再適用。

因此，需要一種適用于全消聲室環境下的湍流控制屏聲學校準系統、方法及校準流程等，為縮尺風扇部件噪聲試驗測試的精準量化評估提供支撐。

發明內容

本申請的目的是提供了一種全消聲室內湍流控制屏聲學校準系統及方法，以解決或減輕背景技術中的至少一個問題。

在第一方面，本申請提供了一種全消聲室內湍流控制屏聲學校準系統，所述校準系統置于全消聲室，其包括：

校準聲源，所述標準聲源設置在風扇進氣唇口的平面中心，且所述風扇進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扇試驗件直徑的1/4，最大距離不超過風扇唇口平面中心與湍流控制屏邊緣構成的120°范圍，所述校準聲源用于產生預定頻率范圍的粉紅噪聲；

參考傳聲器，所述參考傳聲器設置于所述校準聲源與所述湍流控制屏之間，且位于所述風扇的軸線上，用于判斷所述校準聲源的發聲狀態；

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

在本申請一實施方式中，所述預定頻率范圍為160Hz～40kHz。

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

在第二方面，本申請提供了一種全消聲室內湍流控制屏聲學校準方法，其包括：