超临界翼型尾缘噪声影响因素研究

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1、第42卷第2期航空计算技术V01．42No．22012年3月AeronauticalComputingTechniqueMar．2012超临界翼型尾缘噪声影响因素研究邱异，宋文滨，刘洪(上海交通大学航空航天学院，上海200240)摘要：使用大涡模拟(LES)和FW．H相结合的方法对超临界翼型尾缘噪声进行了研究。针对超临界翼型后缘的不同设计参数(后缘厚度、后缘角和几何形状)对尾缘噪声的影响，使用ANSYSFLUENT的LES湍流模型计算声源，采用FW—H积分方法求解远场噪声总声压级。首先完成二维非定常流圆柱绕流的流场及其噪声的验证计算，计算结果与实

2、验值符合，证明了求解器设置和网格生成的合理性。然后基于此正确的求解器设置和网格生成，使用LES／FWH对比了典型超临界翼型的不同后缘设计参数对远场总声压级的影响，所得结论对低噪声超临界翼型优化设计有参考意义，同时为进一步的噪声控制优化设计提供了基础。关键词：超临界翼型；尾缘；影响因素；气动噪声中图分类号：V21l文献标识码：A文章编号：1671—654X(2012)02-0052—04ResearchonInfluencingFactorsofaSupercriticalAirfoilTrailingEdgeNoiseQIUSheng，SONGW

3、en-bin，LIUHong(SchoolofAeronauticsandAstronautics，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China．)Abstract：TrailingedgeoftypicalsupercriticalairfoilsisstudiedusinghybridsLESandFW—Hmethod．Differentdesignfactorsinfluencingthelevelofsupercriticalairfoiltrailingedgenoise，suchast

4、hethick-nessoftrailingedge，trailingedgeangleandtheprofileofthetrailingedgearestudiedbasedonANSYSFLUENT．TheflowfieldissolvedusingLESmodelofhighaccuracyandthenFW—Hmethodisusedtoobtaintheoverallsoundpressurelevel．Themethodisfirstvalidatedusingtwo-dimensionalunsteadyflowaroundaci

5、rcularcylinderandtheinducednoiseiSevaluated．Goodagreementswereachievedcomparedwithexperimentaldata．Theinfluenceofdifferentparametersoftrailingedgeontheoverallsoundpressureleveloffar-fieldofatypicalsupercriticalairfoiliscompared．Theresultsprovidedthebasisfortrailingedgeoptimiz

6、ationwithlownoiselevelsandCanbeusedintheimplementationoffurthernoisecontrolstrategies．Keywords：supercriticalairfoil；trailingedge；influencingfactors；aeroacoustics引言飞机的噪声问题始终是航空丁业所关心的重要问题之一，随着公众环保意识的不断提高，对低噪声的要求变得越来越苛刻。欧盟提出到2020年，未来亚声速飞机的噪声水平比2000年减少10dB的噪声。美国提出更加严格的要求，其长期目标是减少

7、20dB¨‘21。为应对这一挑战，欧盟与美国相继并持续开展了一系列针对性的研究pJ。尾缘噪声是指由湍流涡流经尖缘(特别是机翼后缘)时辐射的噪声。Hosder等人根据Goldstein怕1和Lilley【7j的方法发展了尾缘噪声度规(衡量标准)来预估尾缘噪声【5】。游亚飞利用Hosder的预估方法对比了不同后缘形状、升力系数对翼型和机翼后缘气动噪声强度级旧J。WangandMoin使用LES求解平板边界层内的含能涡，然后使用Lighthill理论求解尾缘噪声一】。但是该研究只限于非常小的后缘部分。Mano．ha使用LES和Lighthill理论求解

8、通过平板钝后缘产生的涡脱落噪声【l引。Markus使用线性欧拉方程和雷诺平均(RANS)流场计算了单个涡与不同形状翼型后缘翼型相互作用噪