翼型湍流尾缘噪声半经验预测公式改进

《翼型湍流尾缘噪声半经验预测公式改进》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2017年1月第43卷第1期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsJanuary2017V01．43No．1http：／／bhxb．buaa．edu．cajbuaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bh．1001．5965．2016．0076翼型湍流尾缘噪声半经验预测公式改进柏宝红，李晓东+(北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100083)摘要：改进了传统的翼型湍流边界层尾缘噪声BPM半经验预测公式。传统的BPM半经验湍

2、流边界层尾缘噪声预测公式对高攻角和厚翼型在高频范围的预测结果大于实验结果，通过分析比较传统BPM半经验预测公式和Howe翼型尾缘噪声理论模型发现：这主要是由于传统BPM半经验预测公式对压力面声源噪声辐射高估引起的。因此将压力面声源噪声辐射与吸力面声源噪声辐射的幅值比由原来的边界层位移厚度一次方比值改进为二次方比值，进而得到了改进后的BPM半经验预测公式；使用改进后的BPM半经验预测公式对NA．CA0012翼型在不同来流不同攻角下的噪声辐射进行了预测比较，发现对于NACA0012翼型，改进后的BPM半经验预测公式具有较高精度；另外也预测

3、了较厚的风力机翼型DU-96．W．180，预测结果明显改善。关键词：湍流边界层；翼型尾缘噪声；噪声预测；半经验公式；噪声辐射中图分类号：V211文献标识码：A文章编号：1001．5965(2017)01-0086-07尾缘噪声⋯是由于翼型湍流边界层与翼型尾缘之间的相互作用而产生。尾缘噪声广泛存在于工业工程应用领域，如航空发动机风扇叶片‘2。和出口导叶¨1产生的尾缘噪声是飞机噪声重要组成部分。同时，尾缘噪声也是飞机机体噪声"。和风力机噪声”1的重要声源。因此，发展尾缘噪声预测方法对于低噪声设计具有重要意义。在尾缘噪声的理论研究方面，Po

4、well∞1认为尾缘上游壁面边界层中的湍流是尾缘噪声的主要声源。FfowcsWilliams和HallHl认为尾缘噪声是由于翼型尾缘对流场中的四极子噪声源声散射引起的，因此假设声源为四极子声源，通过求解半平面格林函数获得了Lighthill理论¨驯下的半无限长、零厚度平板尾缘噪声模型，并发现了尾缘噪声的五次方速度率规律。Hayden【103将尾缘噪声模化为尾缘附近的偶极子声源。Chase[1¨和Chandiramani¨引认为尾缘噪声是流体压力波动被尾缘声散射造成的。Crighton¨纠将尾缘噪声模化成一系列涡流过半无限长平板边缘，同

5、样得到了相应的理论预测模型。Amiet。t4]直接把远声场压力与翼型尾缘上游处的壁面气动压力相关联，也获得了预测模型。Howe¨副通过求解有限弦长格林函数得到了低马赫数下的尾缘噪声模型。为了考虑叶片前缘的散射影响，Roger和Moreau[16]通过对Amiet014]辐射积分参数修正，得到了低马赫数的尾缘噪声模型，发现翼型前缘只对很低频率的噪声具有影响。由于理论方法包含大量假设，适应范围较窄，很难用于复杂几何翼型和复杂流场。因此近年来各种数值预测方法逐渐受到关注。数值预测方法大致可分为基于非定常流场和基于平均流场的预收稿日期：201

6、6-01．21；录用日期：2016．03．11；网络出版时间：2016．03-1715：10网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20160317．1510．001．html基金项目：国家“973”计划(2012CB720202)；国家自然科学基金(51476005)}通讯作者：E-mail：lixd@buaa．edu．cn引用格式：柏宝缸，李晓东．翼型湍流尾缘噪声半经验j页测公式改进ⅣJ．北京航空航天大学学报，2017，43(1)：86—92．BAIBH．LIxD．Improvement

7、ofairfoilturbulenttrailing—edgenoisesemi—empiricalpredictionformulationfJJ，JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，2017，43(J)：86·92(inChinese)．第1期柏宝红，等：翼型湍流尾缘噪声半经验预测公式改进87测方法2类。Wang和ParvizⅢ1使用大涡模拟(LES)求解了非对称升力体的非定常流场，然后使用FfowcsWilliams和Hall¨1的尾缘噪声积分方程预测了尾

8、缘噪声。由于非定常流场计算耗时，近年来基于平均流场的预测方法逐渐成为研究热点。Ewert等‘18。使用平均流场生成随机噪声源，进而使用声波动方程数值模拟噪声在平均流场中的声传播，得到了不错的预测结果。Kamruzzama