[發明專利]一種渦扇發動機短艙穿孔吸聲結構設計方法

有效

• 申請號: 202010439692.5
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111581734B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 高飛;王美燕;顧金桃;肖乾;胡陳映
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15
• 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

1.一種渦扇發動機短艙穿孔板吸聲結構設計方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、根據預設的穿孔板吸聲結構參數，計算穿孔板吸聲結構的聲阻抗率Z，其中，聲阻抗率Z通過如下關系式得到：

z＝r+jχ；

其中，r是相對聲阻率：χ是相對聲抗率：j表示虛部；ω是角頻率，ω＝2πf；f是頻率；c是音速；d是孔徑；t是穿孔板厚度；D是穿孔板吸聲結構空腔深度；p是穿孔率；v是氣體粘性系數；δ是孔端修正系數；V₀是孔中流速；C_d是孔的流量系數；K是常數；

步驟二、根據聲阻抗率計算穿孔板吸聲結構的吸聲系數；

步驟三、判斷吸聲系數是否滿足第一設定條件；滿足則進行步驟四，否則，返回步驟一，調整預設的穿孔板吸聲結構參數；

步驟四、根據所述聲阻抗率計算穿孔板吸聲結構的共振頻率；

步驟五、計算發動機噪聲頻率，判斷發動機噪聲頻率與穿孔板吸聲結構的共振頻率的差值是否滿足第二設定條件；滿足則進行步驟六，否則，返回步驟一，調整預設的穿孔板吸聲結構參數；

步驟六、保留本次預設的穿孔板吸聲結構參數，返回步驟一，進行變參計算，以分析穿孔板吸聲結構的性能；

步驟七、構造優化函數，目標是使穿孔板吸聲結構的吸聲系數最大；

步驟八、根據優化計算結果，得到最優穿孔板吸聲結構參數，并用于渦扇發動機短艙吸聲結構設計。

2.根據權利要求1所述的渦扇發動機短艙穿孔板吸聲結構設計方法，其特征在于，所述步驟二中，吸聲系數α通過如下關系式得到：

3.根據權利要求2所述的渦扇發動機短艙穿孔板吸聲結構設計方法，其特征在于，所述步驟四中，共振頻率f_r通過如下關系式得到：

4.根據權利要求2所述的渦扇發動機短艙穿孔板吸聲結構設計方法，其特征在于，所述步驟二包括：

步驟2.1、根據聲阻抗率計算穿孔板吸聲結構的吸聲系數；

步驟2.2、根據吸聲系數構建吸聲系數曲線；

步驟2.3、根據吸聲系數曲線得到最大吸聲系數α_max；

步驟2.4、對最大吸聲系數α_max進行修正，得到修正后的吸聲系數α₀：α₀＝μα_max，μ是修正系數；其中

所述步驟三中，是判斷修正后的吸聲系數α₀是否滿足第一設定條件。

5.根據權利要求4所述的渦扇發動機短艙穿孔板吸聲結構設計方法，其特征在于，在所述步驟三中，所述第一設定條件為α₀≥0.7。

6.根據權利要求4所述的渦扇發動機短艙穿孔板吸聲結構設計方法，其特征在于，所述步驟四包括：

步驟4.1、根據聲阻抗率計算穿孔板吸聲結構的共振頻率f_r；

步驟4.2、對共振頻率f_r進行修正，得到修正后的吸聲系數f₀：f₀＝κf_r，κ是修正系數，其中

所述步驟五中，是判斷發動機噪聲頻率f_e與修正后的共振頻率f₀的差值是否滿足第二設定條件。

7.根據權利要求6所述的渦扇發動機短艙穿孔板吸聲結構設計方法，其特征在于，在所述步驟三中，所述第二設定條件為

8.根據權利要求7所述的渦扇發動機短艙穿孔板吸聲結構設計方法，其特征在于，所述步驟七中的優化函數為：

α₀＝F(d,t,D)

Max:α₀

9.根據權利要求1所述的渦扇發動機短艙穿孔板吸聲結構設計方法，其特征在于，所述預設的穿孔板吸聲結構參數包括：孔徑d、穿孔板厚度t、吸聲結構空腔深度D和板的穿孔率p。