飞机机体气动噪声的危害及降噪措施探析

近年来,随着发动机噪音的不断降低,飞机机体噪声的影响越来越显著。特别是在飞机进场着陆时,增升装置和起落架等已经成为重要的噪声源。长期以来,在飞机制造业迅速发展的今天,国外在飞机机体气动噪声危害研究方面开展了大量的理论分析。尤其是最近几年,随着计算气动噪声的方法日趋成熟,数值计算飞机机体气动噪声的方法正在成为计算飞机机体气动噪音的重要工具[1]。同时,由于计算飞机机体气动噪声的技术不断发展,飞机机体气动噪声的危害也逐渐显现出来。本文通过分析飞机机体气动噪声的危害,认识飞机机体气动噪声在人们生产生活中所产生的影响,提出可行性的降噪措施,实现飞机机体气动噪声的排除。     

飞机大迎角着陆时四轮小车式起落架机轮载荷分配研究

针对大型飞机常用的复杂四轮小车式起落架结构布局型式,其轮胎选型及起落架结构强度分析时要用到单个机轮上的作用载荷。本文依据飞机着陆过程中起落架的缓冲器与轴向载荷的关系曲线,在建立了机轮轮胎压缩量与飞机地面垂直载荷关系曲线的基础上,探讨了飞机大迎角着陆过程中对四轮小车式起落架前、后机轮载荷分配的影响,提出了四轮小车式起落架机轮载荷分配的计算分析方法,并以波音707飞机为例进行了计算,验证了文中所提出方法的有效性和可行性。     

六轮小车式起落架机轮载荷分配研究及计算方法

国内外对飞机地面载荷的研究主要是针对每个起落架的总载荷,很少见到具体针对起落架各机轮载荷分配的研究报道,而工程上又迫切需要相关的针对飞机起落架机轮载荷分配的计算分析方法.大型飞机的起落架大都采用多轮多支柱的的布置形式,机轮载荷的分配问题变得愈加突出.文中建立六轮小车式起落架的车架动力学平衡方程,探讨机场不平度对六轮小车式起落架前、中、后机轮载荷分配的影响,提出六轮小车式起落架机轮载荷分配的计算分析方法,并以波音777飞机为例进行计算,验证文中所提出方法的有效性和可行性.     

高速列车头车气动噪声的控制方法研究

提出了高速列车头车远场气动噪声的改进方案,并进行了仿真研究。首先完成了9组不同车头形状的全尺寸头车模型和流场流域的创建,并通过k-ε湍流模型计算稳态流场;其次在稳态流场的基础上,采用宽频带噪声模型计算了头车表面的气动噪声源;利用大涡模拟(LES)方法计算瞬态流场,进而获取车身外表面的压力;再基于瞬态流场,采用Lighthill声比拟理论研究了头车的远场气动噪声的计算。最后,将不同形状头车的气动噪声的仿真分析结果相对比,验证改进方法的可行性。这里的研究,将对高速列车噪声的有效控制提供一定的技术支持,有着较重要的科学意义和实际研究价值。     

动车组牵引变压器冷却风机气动噪声特性的试验和仿真分析

为研究动车组牵引变压器冷却风机的气动噪声特性,针对某型冷却风机进行气动噪声试验,得到在不同测点处的声压级和频谱特性。同时,针对该型风机建立仿真模型,模型中考虑电动机、支架等实际结构,结合计算流体力学方法和Lighthill声学比拟理论,对冷却风机的非定常流动特性和远场声场进行数值仿真,与试验数据进行对比。结果表明,通过大涡模拟得到的冷却风机噪声主要阶次与试验具有较好的一致性;在基于风机侧面评价点声压功率谱密度所估算声功率贡献量中,宽频带噪声占比为74.76%,是后续减振降噪的重点;阶次噪声占比为25.24%,结合仿真分析发现,阶次的主要来源为进风口动叶轮和出风口动叶轮处气流脉动压力所形成的偶极子声源,其中进风口第33阶次和出风口第10阶次最为重要。所得分析结果可为该型风机的气动性能和气动噪声的改进提供切实可行的参考依据。     

航空机轮刹车振动力学建模与试验分析

为探究飞机刹车系统的振动规律,以航空机轮刹车装置为研究对象,通过对刹车装置的受力分析建立了刹车扭转振动和轴向振动的力学模型,建立刹车振动系统的频率方程,计算出扭转和轴向固有频率,采用m+p动态测试软件对力学模型和固有频率进行验证,理论与试验结果基本一致。在惯性试验台上进行刹车振动测试,通过理论计算和试验结果初步得出了刹车振动规律,为航空机轮刹车装置的设计和改进提供了依据。     

汽车后视镜区域非定常流场与气动噪声研究

以表达汽车A柱与侧窗形状特征的楔形体为基础,安装某轻型客车的后视镜,建立能够表达汽车后视镜区域流动特点的几何模型.采用计算流体力学软件Star-CD和稳态那维尔-斯托克斯方法,获得此几何模型的后视镜区域流场特性和气动噪声源项的基本信息,进而采用子域数值模拟方法,获得非定常流动特性和侧窗区域监控点的气动噪声声压级.在风洞试验中采用表面丝带法进行流场可视化,并采用激光粒子测速技术测量后视镜尾流场,验证了流场数值模拟的正确性.在风洞中测量侧窗区域监测点的气动噪声声压级,评估计算流体力学方法对气动噪声的预测能力.与风洞试验对比表明,子域数值模拟方法在保证计算精度的前提下降低了气动噪声数值模拟的计算量,为在汽车开发早期阶段预测气动噪声提供了可行的途径.     

大涡模拟在轴流风扇气动噪声仿真中的应用

随着高集成、大功率电子设备的应用越来越广泛,随之而来的气动噪声问题越来越受到人们的重视,对其主要气动噪声来源—风扇的研究也越来越深入。伴随着仿真计算方法以及计算机技术的发展,数值仿真已经成为气动噪声仿真、预测、降噪的新手段。在总结了前人在气动噪声仿真中的相关手段方法后、采用流体力学计算软件Fluent和LES大涡模型对轴流风扇气动噪声进行了数值模拟,分析了轴流风扇气动噪声产生机理,验证了仿真方法的正确性,结果表明LES湍流模型能够准确预测气动噪声,满足工程应用要求。     

基于ABAQUS Beam模型的起落架接头载荷计算方法

在起落架及飞机结构设计过程中,起落架接头载荷的计算是必不可少的。文章提出了一种借用起落架杆系线框模型、基于ABAQUS Beam模型的起落架接头载荷快速计算方法,该方法简单、效率高,且不易出错。经过对比分析,该方法计算结果准确度高,可提高起落架及飞机结构设计效率,减少设计周期。     

平面叶型对冷却风扇性能影响机理研究

以不削弱气动性能为前提,为提高发动机冷却风扇的噪声性能,以计算流体力学(CFD)与计算气动声学(CAA)理论为基础求解冷却风扇的气动性能和噪声性能,并与气动性能试验噪声试验结果进行对比验证了该计算方法的可靠性。对原模型的平面叶型进行优化,得到最低噪声参数组合,经CFD/CAA联合仿真验证,优化后风扇模型的气动性能与噪声性能均得到改善,从流场与声场分布的角度对优化前后的冷却风扇进行详细的对比,进一步地分析优化前后冷却风扇气动性能和噪声性能变化的机理,深入地研究其叶片结构参数对冷却风扇性能的影响机理。