風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片低噪聲設(shè)計(jì)Ⅰ:方法與優(yōu)化
關(guān)鍵詞：大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī) 氣動(dòng)與聲學(xué)一體化設(shè)計(jì) 三維升力面理論 管道聲學(xué)
摘要：作為“風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片(Outlet Guide Vanes,OGV)低噪聲設(shè)計(jì)”系列文章的第1篇,本文在現(xiàn)有壓氣機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)流程的基礎(chǔ)上,加入了噪聲評估過程,建立了基于通流設(shè)計(jì)的氣動(dòng)/聲學(xué)一體化設(shè)計(jì)方法。為提高設(shè)計(jì)階段的評估速度,以三維升力面理論與管道聲學(xué)理論為基礎(chǔ),從通流設(shè)計(jì)和造型設(shè)計(jì)輸出中提取參數(shù),結(jié)合轉(zhuǎn)子尾跡模型,建立了轉(zhuǎn)/靜干涉噪聲的解析預(yù)測模型。以現(xiàn)代大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇/增壓級(jí)為對象,采用該模型系統(tǒng)分析了OGV軸向掠形與周向傾斜對轉(zhuǎn)/靜干涉噪聲的影響,獲取了軸向掠形角與周向傾斜角等三維設(shè)計(jì)參數(shù)與風(fēng)扇噪聲的關(guān)系圖譜,初步確定了低噪聲設(shè)計(jì)較優(yōu)降噪量的掠和傾組合方案。以此為基礎(chǔ),在保持葉尖子午投影位置和弦長不變的前提下,將葉片前緣和徑向積疊進(jìn)行參數(shù)化,采用遺傳算法進(jìn)一步開展了OGV的低噪聲優(yōu)化設(shè)計(jì),最終獲得了2個(gè)優(yōu)化方案,預(yù)估的降噪量達(dá)到了8dB。
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