基于脉压波数-频率谱的水、空气通用的翼型尾缘散射噪声快速预测方法研究

作     者：余荣科 赵鲲 冯和英 章荣平 李屹萌 

作者机构：中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室 湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

基　　金：基础加强项目(2022-xxxxx-128) 国家自然科学基金(52375090) 国家自然科学基金国际交流与合作项目(12261131502) 湖南省自然科学基金项目(2022JJ30249,2020JJ4306) 

主　　题：翼型尾缘散射噪声 快速预测方法 脉压波数频率谱 可压缩理论基预测模型 声学风洞 水洞 

摘      要：翼型尾缘散射噪声是翼型自噪声的重要组成部分，普遍存在于水、空气两种介质中快速航行体及旋转机械的噪声中。基于湍流边界层脉动压力（以下简称“TBL脉压）波数-频率谱的翼型尾缘散射噪声快速预测方法可实现对相关噪声的快速预测，但现有方法在TBL脉压波数-频率谱建模时对压缩性的考虑不足，在压缩性差异明显的水、空气介质中通用性不强。本文基于可压缩理论基的TBL脉压波数-频率谱模型，结合Amiet翼型远场噪声传播积分模型建立了新的翼型尾缘散射噪声预测方法。通过声学风洞、水洞实验获得了空气、水两种介质中翼型表面的TBL脉压及远场噪声实验数据，对模型进行验证，并与也考虑了压缩性的经典Chase II模型进行对比。研究结果表明：本文TBL脉压波数-频率谱的在空气中有良好预测效果，能有效预测中高频区间内的噪声；在水中的也具有较好预测效果；本文模型在空气、水中的TBL脉压及噪声预测效果都优于Chase II模型，说明本模型在水、空气中具有通用性，同时也具备较高准确性。