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流阻渐变型后缘抑制BWB发动机噪声衍射实验研究

李文建 陈鹏 王勇 卢翔宇 王俊伟 赵鲲

李文建, 陈鹏, 王勇, 等. 流阻渐变型后缘抑制BWB发动机噪声衍射实验研究[J]. 实验流体力学, 2020, 34(1): 79-86. doi: 10.11729/syltlx20180175
引用本文: 李文建, 陈鹏, 王勇, 等. 流阻渐变型后缘抑制BWB发动机噪声衍射实验研究[J]. 实验流体力学, 2020, 34(1): 79-86. doi: 10.11729/syltlx20180175
LI Wenjian, CHEN Peng, WANG Yong, et al. Experimental study on trailing edge with gradual flow resistance suppressing noise diffraction of BWB engine[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2020, 34(1): 79-86. doi: 10.11729/syltlx20180175
Citation: LI Wenjian, CHEN Peng, WANG Yong, et al. Experimental study on trailing edge with gradual flow resistance suppressing noise diffraction of BWB engine[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2020, 34(1): 79-86. doi: 10.11729/syltlx20180175

流阻渐变型后缘抑制BWB发动机噪声衍射实验研究

doi: 10.11729/syltlx20180175
基金项目: 

国家自然科学基金 11602290

详细信息
    作者简介:

    李文建(1993-), 男, 四川绵阳人, 硕士。研究方向:气动噪声与控制。通信地址:四川省绵阳市二环路南段6号。E-mail:lwj818018@qq.com

    通讯作者:

    陈鹏, E-mail:pht128@163.com

  • 中图分类号: V224+.5

Experimental study on trailing edge with gradual flow resistance suppressing noise diffraction of BWB engine

  • 摘要: 在翼身融合体(BWB)飞机外形布局中,利用机体部件对发动机噪声源的遮挡作用可以降低发动机对地面的噪声影响。流阻渐变分布的吸声材料可以有效抑制由于声压突然变化而导致的粒子振动速度变大,根据此边缘效应抑制机理,提出了一种新型流阻渐变型后缘来进一步降低BWB发动机对地面的噪声影响。为此,在具有全消声环境的0.55 m×0.4 m声学引导风洞中,利用"NACA0012翼型+旁侧圆柱"的简化模型类比翼身融合体飞机机体与背部发动机之间的外形布局,分别从经典声学和气动声学的角度探讨填充3种不同流阻率吸声材料的翼型后缘对旁侧噪声源衍射噪声的抑制效果,分析在不同来流风速下不同翼型后缘对另一侧声场噪声的不同影响。研究结果表明:旁侧噪声源在有翼型遮挡的情况下,噪声的声压级明显降低,最多能降低约5 dB;而将标准后缘分别更换为3种不同流阻渐变型后缘后,在不同程度上额外抑制了噪声组成中的衍射噪声,从而进一步降低了噪声;且降噪效果与流阻率正相关,其中流阻率最大的吸声材料降噪效果最好,能进一步降低噪声声压级约3 dB;可推测吸声材料流阻率在0~∞的范围中,降噪效果随流阻率r增加呈先增强后减弱的现象。
  • 图  1  流阻概念示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of flow resistance concept

    图  2  填充在后缘的3种吸声材料

    Figure  2.  Three kinds of sound-absorbing materials filled in the trailing edge

    图  3  自制流阻测量设备

    Figure  3.  Self-made flow resistance measuring device

    图  4  自制流阻测量设备设计草图

    Figure  4.  Design sketch of self-made flow resistance measuring device

    图  5  风洞整体结构

    Figure  5.  Full structure of the wind tunnel

    图  6  带消声室实验段

    Figure  6.  Experimental section with anechoic chamber

    图  7  简化模型

    Figure  7.  Simplified model

    图  8  流阻渐变分布的NACA0012翼型结构

    Figure  8.  The structure of the NACA0012 airfoil model with the gradational distribution flow resistance

    图  9  实验布置俯视图

    Figure  9.  Schematic of the test set-up from a top view

    图  10  实验布置图

    Figure  10.  Experimental layout

    图  11  静态声源的噪声屏蔽测试

    Figure  11.  Noise shielding test for the static noise source

    图  12  静态声源的远场噪声数据分析

    Figure  12.  Far field noise data analysis of the static sound source

    图  13  3号传声器的频谱图

    Figure  13.  Measured spectra acquired from microphone 3

    表  1  3种材料的流阻率

    Table  1.   Flow resistivity of three materials

    No. 1 2 3
    r/(Pa·s·m-2) 15 000 35 000 67 500
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    表  2  雷诺数

    Table  2.   Reynolds number

    v/(m·s-1) Rerod Remodel
    13 8.65×103 2.59×105
    15 9.99×103 2.99×105
    17 11.32×103 3.38×105
    下载: 导出CSV

    表  3  G.R.A.S 46AE型传声器的主要技术指标

    Table  3.   Main technical specifications of G.R.A.S 46AE microphone

    Parameter type 46AE
    Size/inch 1/2
    Nominal sensitivity/(mV·Pa-1) 50
    Frequency response (±3 dB)/Hz 3.15~20 k
    Upper limit (3% distortion)/dB 148
    Microphone thermal noise/dB(A) 14.5
    下载: 导出CSV
  • [1] LIEBECK R H. Design of the Blended Wing Body subsonic transport[J]. Journal of Aircraft, 2012, 41(1): 10-25. https://www.researchgate.net/publication/245430326_Design_of_the_Blended_Wing_Body_Subsonic_Transport
    [2] POTSDAM M, PAGE M, LIEBECK R, et al. Blended Wing Body analysis and design[R]. AIAA-97-2317, 1997.
    [3] THOMAS R, DOTY M. High bypass ratio jet noise reduction and installation effects including shielding effectiveness[R]. AIAA 2013-0541, 2013.
    [4] LORENZO C, CARL G. Inlet noise reduction by shielding for the Blended-Wing-Body airplane[R]. AIAA-99-1937, 1999.
    [5] KATSURAYAMA Y, IMAMURA T. Numerical simulation of engine noise shielding around Blended Wing Body aircraft[J]. Transactions of the Japan Society for Aeronautical & Space Sciences, 2015, 58(2): 83-88. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=J-STAGE_3675319
    [6] ZHAO H, LI Q S. The research of the noise characteristics including taking-off and landing in the BWB aircrafts[C]//Proc of the 1st International Conference on Information Sciences, Machinery, Materials and Energy. 2015.
    [7] GUO Y P, CZECH M, THOMAS R H. Open rotor noise shielding by Blended-Wing-Body aircraft[C]//Proc of the 53rd AIAA Aerospace Sciences Meeting. 2015.
    [8] GUO Y P, THOMAS R H. System noise assessment of Blended-Wing-Body aircraft with open rotor propulsion[C]//Proc of the 53rd AIAA Aerospace Sciences Meeting. 2015.
    [9] GUO Y P, BURLEY C L, THOMAS R H. On noise assessment for Blended Wing Body aircraft[C]//Proc of the 52nd AIAA Aerospace Sciences Meeting. 2014.
    [10] 朱自强, 王晓璐, 吴宗成, 等.民机的一种新型布局形式—翼身融合体飞机[J].航空学报, 2008, 29(1): 49-59. doi: 10.3321/j.issn:1000-6893.2008.01.007

    ZHU Z Q, WANG X L, WU Z C, et al. A new type of transport—Blended Wing Body aircraft[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2008, 29(1): 49-59. doi: 10.3321/j.issn:1000-6893.2008.01.007
    [11] 李晓勇, 张淼, 鲁素芬, 等.翼身融合飞机的空气动力学研究进展[J].飞机设计, 2007, 27(2): 1-9. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/fjsj200702001

    LI X Y, ZHANG M, LU S F, et al. Advances in aerodynamics for Blended-Wing-Body aircraft[J]. Aircraft Design, 2007, 27(2): 1-9. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/fjsj200702001
    [12] 刘晓静, 吴江浩, 张曙光. 250座级翼身融合布局客机气动设计与优化[J].空气动力学学报, 2011, 29(1): 78-84. doi: 10.3969/j.issn.0258-1825.2011.01.013

    LIU X J, WU J H, ZHANG S G. Aerodynamic design and optimization of the blended wing body aircraft for 250 passengers[J]. Acta Aerodynamica Sinica, 2011, 29(1): 78-84. doi: 10.3969/j.issn.0258-1825.2011.01.013
    [13] 孙静, 张彬乾, 杨广珺. 'W'型无尾布局流动机理研究[J].空气动力学学报, 2006, 24(3): 385-388. doi: 10.3969/j.issn.0258-1825.2006.03.022

    SUN J, ZHANG B Q, YANG G J. Flow mechanism investi-gation for 'W' tailless aerodynamic configuration[J]. Acta Aerodynamica Sinica, 2006, 24(3): 385-388. doi: 10.3969/j.issn.0258-1825.2006.03.022
    [14] 邵元培, 程焰青, 何开锋, 等.一种采用氦气球带飞的高速模型飞行试验方法探索[J].空气动力学学报, 2017, 35(5): 727-731. doi: 10.7638/kqdlxxb-2017.0122

    SHAO Y P, CHENG Y Q, HE K F, et al. A new high speed model flight test scheme carried by helium balloon[J]. Acta Aerodynamica Sinica, 2017, 35(5): 727-731. doi: 10.7638/kqdlxxb-2017.0122
    [15] KAWAI Y, TOYODA M. Development of edge-effect suppre-ssion barriers[J]. Acoustical Science & Technology, 2014, 35(1): 28-34.
    [16] BROWN R L, BOLT R H. The measurement of flow resistance of porous acoustic materials[J]. Journal of the Acoustical Society of America, 2005, 13(4): 337-344.
    [17] LEONARD R W. Simplified flow resistance measurements[J]. Acoustical Society of America Journal, 1946, 17(3): 240-241. doi: 10.1121/1.1916323
    [18] GEYER T, SARRADJ E, FRITZSCHE C. Measurement of the noise generation at the trailing edge of porous airfoils[J]. Experiments in Fluids, 2010, 48(2): 291-308. doi: 10.1007/s00348-009-0739-x
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-11-20
  • 修回日期:  2019-02-26
  • 刊出日期:  2020-02-25

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    《实验流体力学》编辑部

    2021年8月13日