ANSYS Fluent航空气动噪声解决方案 - 航空制造技术.PDF

NEW PRODUCTS 产品聚焦 ANSYS Fluent航空气动噪声 解决方案 ANSYS Fluent for Aerodynamic Noise Solution 安世亚太流体产品业务部 气动噪声是飞机研制阶段必须 变，沿着流动方向摆动，从而沿飞机 些噪声源对机体噪声的总体噪声水 重视的空气动力学问题之一。噪声 产生一个起伏压力场，起伏压力场在 平相当，从表 1 可以看出，必须致力 的限制将成为未来飞机设计和发展 远场产生宽频带的噪声。宽频带的 于同时降低所有噪声源引起的噪声， 过程中的重要障碍，ANSYS Fluent 软 湍流扰动在远场表现为宽频噪声信 才能使总的机体噪声水平降低。 件噪声预估方法可以正确帮助设计 号，噪声强度依赖于飞机基本结构尺 师认识噪声机理，为飞机降噪设计提 寸和气流流动速度。 ANSYS Fluent 噪声模型 供理论基础和指导原则。 常规飞机在正常飞行状态时机 1　直接模拟模型（CAA 模型） 体噪声主要由机翼和尾翼后缘产生， ANSYS Fluent 中的 CAA 方法可 飞机气动噪声的产生 主要形成机理是湍流边界层流过机 以通过求解流体动力学方程直接得 飞机噪声主要分为 2 类，即推 翼和尾翼后缘引起的声波散射。机 到声波的产生和繁殖现象。声波的 进系统噪声和机体噪声。机体噪声 翼产生的宽频噪声是机体噪声主要 预测需要控制方程时间精度的解，而 是由于气流流过飞机表面引起的气 来源之一。 且 CAA 方法需要 ANSYS Fluent 通过 流压力扰动产生，其本质是空气动力 在飞机起飞爬升和进场着陆阶 求解非稳态 N-S 方程、非稳态雷诺平 噪声，它起因于气体内部的脉动质量 段，因为飞机需使用增升装置且起落 均 RANS 方程以及在分离涡 DES 和 源、作用力的空间梯度和应力张量的 架处于放下状态，这时除机翼和尾翼 大涡 LES 模拟中用到的滤波方程，精 变化。 产生的噪声外，由增升装置和着陆装 确模拟粘性效应和湍流效应。 当气流流过飞机表面，气体的粘 置诱导的湍流产生较强的机体噪声 CAA 方法需要高精度的数值求 性在飞机机体表面引起湍流边界层， 分量。因此，增升装置和起落架也是 解方法、非常精细的网格以及声波非 在湍流边界层内湍流不断形成、衰 机体噪声的重要来源。研究表明：这 反射边界条件，因此计算代价较高。 如果要计算远场噪声，CAA 方法则需 表1　不同噪声源降低程度对总声压级影响 要超大规模并行计算支持；但是如果 计算近场噪声，CAA 方法是容易可行 类别 Case1 Case2 Case3 Case4 的。在大多包含近场噪声的计算中， 噪声源 SPL/dB SPL/dB SPL/dB SPL/dB