The fan is the dominant source of noise for modern high bypass ratio aircraft engines. The article presents the results of investigating the influence of the approach to modeling the turbulence in modeling fan stage noise generation on the results of noise level prediction. Numerical investigation was performed for a model fan stage in test conditions in an anechoic chamber. Basic operating modes determining the acoustic performance of the fan were used. Calculation of far-field noise was performed using finite element modeling on the basis of the modal composition of generated noise. The influence of the turbulence model on the number and amplitude of acoustic modes excited in the flow on the fundamental frequency harmonics was analyzed. It is shown that modeling of the anisotropic flow turbulence in calculating non-stationary rotor-stator interaction makes it possible to obtain results close to the experimental ones.
1 Научно-производственное объединение «Сатурн», г. Рыбинск 2 Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьёва С ужесточением норм ICAO по шуму воздушных судов на местности необходимо большее внима-ние уделять акустическому проектированию силовых установок. Для современных гражданских авиаци-онных двигателей с большой степенью двухконтурности характерно доминирующее влияние вентилято-ра на суммарный уровень шума. В связи с тем, что конструкция вентилятора и компрессора низкого дав-ления в значительной степени определяет облик будущего двигателя, необходимо на этапе проектирова-ния иметь возможность оценки акустических характеристик данного узла. Такую возможность предос-тавляет использование методов вычислительной аэроакустики. В данной статье представлены результа-ты численного моделирования тонального шума вентилятора с использованием коммерческого про-граммного обеспечения. Расчёты выполнены на режиме захода на посадку. Результаты расчётов вклю-чают в себя диаграммы направленности акустического излучения на расстоянии 50 м от двигателя в пе-редней полусфере. Моделирование выполнено в полной постановке для всех межлопаточных каналов рабочего колеса и спрямляющего аппарата ступени вентилятора при отсутствии осевой симметрии сту-пени. В статье дана оценка возможности использования представленного подхода для анализа акустиче-ских характеристик элементов авиационных двигателей. Также представлена трудоёмкость и затраты вычислительных ресурсов при выполнении моделирования.
Аэроакустика, численное моделирование, ротор-статор взаимодействие, вентилятор, двухкон-турный турбореактивный двигатель (ТРДД), преобразование Фурье, звуковое давление.Пристальное внимание общества к экологическим проблемам и острая кон-курентная борьба на рынке авиаперевозок привели в настоящее время к новой шкале приоритетов при создании самолётов, в которой второе место после безопасности полётов прочно заняла проблема шума на местности. При этом определяющая роль в снижении шума воздушных судов при-надлежит двигателям.В настоящее время проектирование малошумных силовых установок для ле-тательных аппаратов является комплекс-ной задачей, решение которой требует не только оптимизации отдельных элементов двигателя, но и всего конструктивного облика в целом. Очень часто требования акустики вступают в противоречия с тре-бованиями прочности, надёжности, тех-нологичности и стоимости конструкции.Для современных авиационных дви-гателей с высокой степенью двухконтур-ности характерно доминирующее влияние вентилятора на суммарный уровень шума. В связи с этим достижение требуемых акустических характеристик вентилятор-ной ступени должно является одной из первоочередных целей на всех этапах проектирования гражданского авиацион-ного двигателя. При этом для оценки эф-фективности конструктивных мероприя-тий требуется проведение большого коли-чества экспериментальных работ на от-крытом испытательном стенде или в спе-циализированных акустических камерах.Однако процесс натурного экспери-мента очень дорогостоящий, поэтому ре-шать ...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.