涵道尾桨噪声辐射特性研究

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1、第43卷第3期2011年6月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics＆AstronauticsV01．43No．3Jun．2011涵道尾桨噪声辐射特性研究仲唯贵1陈平剑1林永峰2(1．中国直升机设计研究所总体气动室，景德镇，333001}2．中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室，景德镇，333001)摘要：通过理论和试验对涵道尾桨噪声辐射特性进行了研究。建立了涵道尾桨气动噪声的频域分析方法。采用面元一涡流理论计算涵道尾桨的气动裁荷，采

2、用Farassat1A公式计算尾菜的自由声场噪声，涵道的声学散射效应通过频域的边界元法进行计算。通过对试验结果的分析研究了涵道尾桨噪声的辐射特性，并且利用试验结果对理论分析方法进行了验证。关键词：涵道尾菜；噪声；边界元法中图分类号：V211．52文献标识码：A文章编号：1005—2615(2011)03—0341—05ExperimentalandAnalyticalInvestigationonDuctedRotorNoiseZhongWeiguil，ChenPingjianl，LinYongfen

3、92(1．GeneralandAerodynamicDepartment，ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute。Jingdezhen，333001，China；2．ScienceandTechnologyonRotorcraftAeromechanisLaboratory，ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute，Jingdezhen，333001，China)Abstract：Theexper

4、imentalandanalyticalinvestigationonduetedrotornoiseispresented．Afrequencydomainmethodforpredictingtheductedrotornoiseispresented．Theaerodynamicloadsoftheductedrotorarecalculatedbyusingthepanel—vortextheory．AcousticfreefieldduetotherotorisobtainedbyFaras

5、sat1Aequation．Theductsoundscatteringeffectiscalculatedbytheboundaryelementmethod．Baseontheexperimentalresults，theductedrotornoiseisanalyzed．Theanalyticalmethodisvalidatedthroughcomparingthecalculationresultsandexperimentalresults．Keywords：ductedrotor；no

6、ise；boundaryelementmethod涵道尾桨与常规尾桨相比，具有尺寸小、维修方便、使用安全、总体效率较高、噪声水平较低等技术优势和特点，因此涵道尾桨在多种直升机的型号中被采用，如法国EC系列、美国的科曼奇、俄罗斯的卡一60等。涵道尾桨的噪声特性是涵道尾桨研究的一个重要方面。在近20年中，许多的研究人员开展了这方面的研究工作。Roger和Fournier对涵道尾桨噪声特性进行了理论和试验研究口]，他们利用非定常空气动力学开发了一种涵道尾桨在吸人涡作用下产生噪声的计算方法，并且通过模型试验研

7、究了涵道的反射效应，研究表明涵道尾桨噪声谱以桨叶通过频率为主，并且涵道对噪声辐射具有较强的屏蔽作用。Riley等人研究了非均匀分布风扇对涵道尾桨噪声的影响rz]，通过傅里叶级数法对非均匀分布风扇的噪声进行了研究，并通过谐波调制对涵道尾桨叶片分布进行了设计，达到了降低涵道尾桨噪声的目的。目前常用的涵道尾桨噪声分析方法包括CFD，有限元法以及边界元法[3-5]。边界元法具有计算速度快的优点，被广泛应用于结构体的声散射计算中，如ChoiHL等人利用Kirchhoff法结合边界元法研究了涵道对风扇噪声辐射的影

8、响[5】。基金项目：科技重点试验室基金资助项目。收稿日期：2010—11—16；修订日期：2011—04—07通讯作者：仲唯贵，男，工程师，1980年生，E—mail．．weigui—zh@163．com。342南京航空航天大学学报第43卷本文对涵道尾桨噪声辐射特性进行了理论和试验研究。在理论方面，结合气动计算的面元一涡流理论、旋转气动噪声计算的Farassat1A公式以及声学辐射计算的频域边界元法建立了涵道尾桨气动噪声的频域预估方法。在试验研究方面，对