基于经验模型的对转风扇噪声预测分析

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1、第44卷第l期2014年1月航空计算技术A咖nauticalC唧utingTechIIiqueV01．44No．1J蛐．2014基于经验模型的对转风扇噪声预测分析孙长林，王掩刚(西北工业大学动力与能源学院，陕西西安710072)摘要：以CF6—80c2发动机风扇和自行设计的CRTF对转风扇为对象。对比分析了Heidm锄n模型、K．J．G模型和H-w模型对两种风扇噪声预测精度，模拟计算了飞机起飞过程中对转风扇和传统风扇的远场噪声水平。研究分析得出Heidm跚n模型和K—J—G模型预测CF6—80C2发

2、动机风扇噪声数值务趋势接近．H．w模型与上述两种模型的结果在高频部分相差2～5dB；对转风扇噪声级频谱与传统风扇在趋势上比较接近；结果表明，性能参数相似的传统风扇和对转风扇的噪声水平比较接近，对转风扇在降噪方面相对于传统风扇并没有明显优势。关键词：声学；对转风扇；风扇噪声；噪声预测中图分类号：v21l文献标识码：A文章编号：1671．654x(2014)01—0068—05AnalysisofCounter-rota廿ngFanB嬲es伽EmpiricalModelSUNChang—linWANGY

3、an—gang(＆幻oZ旷Po彬Pr口以E聊劭，，ⅣDn^w邪把mPD咖∞危凡泐Z‰妇巧渺，尉口n’710072，吼im)A腑豫ct：111ecomp撕sonaJldanalysisoftheaccuracyofHeidmannmodel，K-J—GmodelandH-Wmodelto咖kind0f胁noisepredictionwhichareCF6—80C2aIldCRTF‰’sarepresented．neseal—gorithms岛rfannoiseareusedtopredictthefa

4、r6eldnoiserad主a￡edf而mtraditionalf矗andcDunter．r。掘一ting胁whentlleplanetakeso仃．ThecalculationresultsshowthatthenoiselevelofCF6—80C2fanwhichp删ictedbyHeidmannmodelis印proximatelyequaltoK．J—Gmodel’s．TheresultsoftlleH-Wmodelajldothertw0modeIsdi娲r2～5dBinthehi曲fr

5、equencypan．强ecounter—rota￡ingfann萌se叩ectmmiscloseto山etraditional’sint}letrend．Theresearchobjectandresultsofthispapershowtllatthetraditionalfanwhichh鹊siIIIilarperf沛ancep蝴eters叩pro)【imatestotllenoiseleVelofcounte卜rotatingfan．Thecounte卜rotating协doesn’thav

6、emoreadVantagescomparedwith缸Iaditiona王faninnoisereduction．Keywords：acoustics；counter—rotatingfan；fannoise；predictingnoise引言当代民用飞机广泛采用的涡轮风扇发动机主要有四个噪声源，分别为风扇／压气机噪声源，燃烧噪声源，涡轮噪声源和喷流噪声源⋯。随着民用飞机广泛采用的涡扇发动机涵道比不断增大，涡扇发动机的喷流速度逐渐降低，喷流噪声也随之减小，风扇／压气机成为涡扇发动机的主要噪声来源。

7、近年来对转技术作为提高航空发动机推重比以及飞机性能的有效技术之一越来越受到重视"】。对转技术可以使发动机结构重量减轻，提高推重比，同时转轴对转也提高飞机的机动性能和可靠性[3】。在对转涡轮方面，国外已经相继开展了很多研究工作”o。在对转风扇／压气机方面，印度德里大学sh枷a等人关于对转风扇的旋转失速、轮毂比、进口畸变、轴向间距对对转风扇的影响等方面作了很多研究工作”J。法国斯奈克玛公司对对转涡扇项目进行了预研和实体样机的相关测试，2005年对cRTFl实体样机进行了部件台架测试，2009年对cRTF

8、2a样机进行了相应的声学性能参数测试，但是声学性能测试表明降噪并没有预期的效果好，主要原因是两级对转风扇的交互噪声等因素∞J。从收集的资料来看，目前对对转风扇的噪声研究还处于起步阶段，许多关键技术需要突破，本文将预测传统风扇／压气机的经验噪声模型引入对转风扇噪声的预测，为对转风扇的噪声预测以及降噪技术提供一定的参考。收稿日期：2013一ll—15修订日期：2014—01一10作者简介：孙长林(1986一)，男，辽宁沈阳人，硕士研究生，主要研究方向为叶轮机械气动热力学。