[發明專利]一種空腔噪聲控制裝置的布置方法

有效

• 申請號: 202011602587.5
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112699470B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 高飛;胡陳映;顧金桃;王美燕;肖乾
• 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;G06F30/23;G06F30/28;G06F119/10
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 王世磊

本發明屬于飛機噪聲控制領域，提出一種空腔噪聲控制裝置的布置方法，通過建立空腔氣動噪聲分析模型，根據確定流場分析條件，對建立的空腔氣動噪聲分析模型利用計算流體力學軟件或者計算氣動聲學軟件，計算得到空腔氣動噪聲聲源特性；根據空腔內氣動噪聲聲源的大小，確定空腔內部氣動噪聲觀測點；根據得到的氣動噪聲觀測點處的氣動噪聲聲源特性，判斷空腔內部氣動噪聲觀測點的空腔氣動噪聲聲源特性是否滿足設定值，若不滿足，輸入擾流裝置的位置。本發明可以優化空腔前緣擾流裝置的安裝位置；同時提出噪聲控制裝置布置的分析步驟。

技術領域

本發明屬于飛機噪聲控制領域，涉及一種空腔噪聲控制裝置的布置方法。

背景技術

空腔結構是飛機常見結構，例如起落架艙、縫翼/襟翼艙、設備艙和彈艙等。在飛機起降過程和飛行過程中，當艙門打開時，空腔暴露于氣流中，空腔前部的來流剪切層與空腔內部氣流相互作用，有可能產生自激振蕩，產生強噪聲。一方面強噪聲會影響機場周圍的環境，造成噪聲污染；另一方面，強烈空腔噪聲將導致空腔內部結構損壞、設備失靈或誤操作，嚴重時會危及飛行安全。

當前常見的空腔噪聲控制裝置是在空腔前緣安裝擾流裝置，如斜板裝置、平板裝置、鋸齒裝置、圓柱裝置、穿孔板裝置等。這些裝置對空腔噪聲具有抑制效果，但是這些裝置布置位置與空腔內部噪聲有密切關系。

本發明提出一種空腔噪聲控制裝置的布置方法，可以優化空腔前緣擾流裝置的安裝位置，并評估空腔內部噪聲控制效果；同時提出噪聲控制裝置布置的分析步驟。

發明內容

發明目的：提出一種空腔噪聲控制裝置的布置方法，可以優化空腔前緣擾流裝置的安裝位置；同時提出噪聲控制裝置布置的分析步驟。分析表明，擾流裝置位置經過優化，空腔內部噪聲可降低8dB。

技術方案：提供一種空腔噪聲控制裝置的布置方法，包括以下步驟：

步驟1：確定空腔流場分析條件；

步驟2：建立空腔氣動噪聲分析模型，然后根據確定的流場分析條件，對建立的空腔氣動噪聲分析模型利用計算流體力學軟件或者計算氣動聲學軟件，計算得到空腔氣動噪聲聲源特性；

步驟3：根據空腔內氣動噪聲聲源的大小，確定空腔內部氣動噪聲觀測點；

步驟4：根據步驟2和步驟3得到的氣動噪聲觀測點處的氣動噪聲聲源特性，判斷空腔內部氣動噪聲觀測點的空腔氣動噪聲聲源特性是否滿足設定值，若不滿足，執行步驟5，直至計算得到的空腔內部聲場聲壓級滿足設定值；若滿足，執行步驟6；

步驟5：輸入擾流裝置的位置，重復步驟2至步驟4；

步驟6：建立聲場分析模型；以計算得到的空腔氣動噪聲聲源特性作為激勵條件，對建立的聲場分析模型利用聲學有限元或者聲學邊界元計算方法，計算空腔內部聲場特性；空腔內部聲場特性包括內部聲場聲壓級和聲場頻率。

進一步地，所述分析條件包括氣體密度、氣體溫度、音速、氣流速度、空腔的飛行高度、空腔尺寸。

進一步地，所述空腔氣動噪聲源特性包括空腔內部的氣流密度、壓力、速度分布和空腔內表面的脈動壓力。

進一步地，所述的空腔內部聲場聲壓級是指空腔內壓力的分布隨時間的變化。

進一步地，空腔氣動噪聲聲源特性的計算方法為采用分離渦模型進行湍流計算，湍流的氣流速度u_i的計算公式為：

其中是渦粘系數，ρ是氣流密度，u_i是氣流速度，x_j是坐標，i,j＝1,2,3，σ_v,c_b2是常量，S_v是自定義源項；