机翼后缘噪声预测研究

摘要

机体噪声预估是气动声学最主要的研究领域之一。它是气流流过机身引起的气流压力扰动产生的，主要发声部件包括起落架，后缘襟翼，前缘缝翼，干净机翼和尾翼。本文主要研究干净机翼产生的噪声。而后缘噪声是干净机翼产生的主要噪声源。后缘噪声源于湍流附面层流过机翼或襟翼后缘产生的声波的散射。大多数预测后缘噪声的方法都是基于Lightill声类比法。Ffowcs williams和Hall是第一个研究湍流流过零厚度，零攻角半无限长平板的噪声辐射问题的科学家。他们仍然是以Lightill声类比方法为理论基础，得出了远场噪声强度与湍流特征速度是五次方的关系。 本文基于CFD数值模拟和Ffeows Williams-Hall理论，研究应用了一种预测干净机翼后缘气动噪声的方法。文章采用Menter's SSTκ-ω湍流模型对翼型、机翼和翼身组合体进行N-S方程数值模拟得到翼型或机翼后缘附近的湍流特征速度和湍流特征长度，再利用Serhat Hosder的预估方法计算后缘噪声强度级。利用这种方法可以获得不同参数如飞机速度、升力系数、机翼的几何形状对干净机翼后缘噪声的影响。 文章首先计算了NACA 0012翼型7种不同状态的后缘噪声，计算结果与实验值比较，符合很好，从而证明了本文采用的方法的可行性和正确性；然后研究了两个亚音速翼型(NACA 0009，NACA 0012)，两个超临界翼型(SC(2)-0710,sc(2)-0714)，NASA EET机翼，某翼身组合体的不同参数对后缘噪声强度级的影响，得出了对降低后缘噪声强度级有指导意义的结论。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：文中所用变量说明

西北工业大学学位论文知识产权声明书及原创性声明

第一章绪论

§1.1研究飞机噪声问题的意义

§1.2机体噪声概述

§1.3本文主要工作

第二章机体噪声预估方法研究

§2.1引言

§2.2半经验公式方法预测机体噪声

§2.3半无限长平板噪声问题

§2.4干净机翼噪声

第三章干净机翼噪声预测

§3.1湍流附面层后缘噪声

§3.2流场计算方法

§3.2.1控制方程

§3.2.2空间离散

§3.2.3时间推进

§3.3.4边界条件的处理

§3.2.5加速收敛措施

§3.2.6 Menter的k-ωSST湍流模型

§3.3干净机翼噪声预测公式

§3.4后缘噪声预估方法验证

§3.4.1试验数据的描述

§3.4.2实验算例

第四章后缘噪声影响因素研究

§4.1引言

§4.2翼型几何形状，升力系数对后缘噪声强度级的影响

§4.2.1 NACA0012翼型和NACA0009翼型后缘噪声研究

§4.2.2 SC(2)-0710翼型和SC(2)-0714翼型后缘噪声研究

§4.3后缘形状对后缘噪声强度级的影响

§4.4 NASA EET机翼后缘噪声研究

§4.4.1机翼升力系数对后缘噪声强度级的影响

§4.4.2扭转角度对后缘噪声强度级的影响

§4.5某翼身组合体机翼的后缘噪声

第五章结论

攻读硕士学位期间发表论文情况

参考文献

致谢