波浪前缘静子叶片对高速轴流风扇单音噪声的影响

作者：同航^*; 黎霖; 卯鲁秦; 向康深; 乔渭阳

来源：航空学报, 2020, 41(10): 92-105.

• 波浪前缘叶片
• 单音噪声
• 声类比理论
• 风扇
• FW-H方程
• 混合模型
• 降噪

航空发动机压气机噪声与大型风洞压缩机噪声问题日益凸显,相关研究机构迫切需求新的降噪手段以指导大型叶轮机械降噪设计。为了探索波浪前缘静子叶片在大型叶轮机械降噪中的应用前景,采用非定常雷诺平均NavierStoke(URANS)方程与FW-H方程混合方法对基准静子叶片和3种波浪前缘静子叶片的降噪效果进行了数值模拟,研究对象静子来流平均马赫数约为0.49,基于静子叶片弦长的雷诺数约为1 040 000。数值预测结果显示:波浪前缘静子叶片可以显著降低高速轴流风扇单音噪声,但会对风扇的气动性能产生少许不利影响;相较于基准静子叶片,3种波浪前缘静子叶片可以在1BPF时降低风扇入口声功率级0.97～1.5dB,2BPF时降低风扇入口声功率级2.89～4.9dB,3BPF时降低风扇入口声功率级3.32～4.72dB;同时,总压比降低0.1%～0.8%,等熵效率降低0.1%～0.3%。进一步研究表明:不同频率下声源振幅和相位关系是风扇单音噪声强度的主要影响因素,总的来说,幅值的增加会降低声源强度,然而通过改变声源相位关系的降噪方式则需要兼顾径向模态与波长两个方面。

• 单位
  西北工业大学