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風扇出口導向葉片低噪聲設計Ⅰ:方法與優(yōu)化
關鍵詞：大涵道比渦扇發(fā)動機 氣動與聲學一體化設計 三維升力面理論 管道聲學
摘要：作為“風扇出口導向葉片(Outlet Guide Vanes,OGV)低噪聲設計”系列文章的第1篇,本文在現(xiàn)有壓氣機氣動設計流程的基礎上,加入了噪聲評估過程,建立了基于通流設計的氣動/聲學一體化設計方法。為提高設計階段的評估速度,以三維升力面理論與管道聲學理論為基礎,從通流設計和造型設計輸出中提取參數(shù),結(jié)合轉(zhuǎn)子尾跡模型,建立了轉(zhuǎn)/靜干涉噪聲的解析預測模型。以現(xiàn)代大涵道比渦扇發(fā)動機風扇/增壓級為對象,采用該模型系統(tǒng)分析了OGV軸向掠形與周向傾斜對轉(zhuǎn)/靜干涉噪聲的影響,獲取了軸向掠形角與周向傾斜角等三維設計參數(shù)與風扇噪聲的關系圖譜,初步確定了低噪聲設計較優(yōu)降噪量的掠和傾組合方案。以此為基礎,在保持葉尖子午投影位置和弦長不變的前提下,將葉片前緣和徑向積疊進行參數(shù)化,采用遺傳算法進一步開展了OGV的低噪聲優(yōu)化設計,最終獲得了2個優(yōu)化方案,預估的降噪量達到了8dB。
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