隨著電動飛機的蓬勃發(fā)展,飛機的舒適性將成為最重要的一項考核指標,而艙內(nèi)噪聲的大小對飛機舒適性起到?jīng)Q定性的影響。同時艙內(nèi)噪聲過大會導致儀器儀表的損壞,引起的振動還可能導致機身強度的破壞并威脅乘客的安全,因此如何優(yōu)化飛機艙內(nèi)噪聲具有重要意義。本文以電動飛機艙內(nèi)噪聲為研究對象,采用理論分析、數(shù)值計算、試驗研究相結合的方法,開展了螺旋槳氣動噪聲數(shù)值模擬、遠場噪聲試驗、氣動噪聲優(yōu)化設計、基于聲振耦合模態(tài)下的艙內(nèi)噪聲響應計算與分析及艙內(nèi)噪聲試驗等研究。氣動噪聲方面,采用FW-H模型、非定�；凭W(wǎng)格及大渦模擬方法獲得氣動噪聲頻譜特征;通過遠場噪聲實驗,得到螺旋槳在五種轉速下的氣動噪聲頻域特性和聲壓強度分布規(guī)律。對比分析螺旋槳各測點聲壓級實驗數(shù)據(jù)與數(shù)值計算結果,證明了數(shù)值計算模型的準確性�；诮⒌挠嬎隳Ｐ秃头椒�,在保證螺旋槳氣動特性的同時,提出了改進沿展向槳葉形狀的降噪方法。預測了不同螺旋槳在3個轉速下的聲壓級分布,得出槳葉形狀對螺旋槳氣動噪聲的影響規(guī)律。艙內(nèi)噪聲方面,運用Catia完成了機艙結構建模,對結構和聲學有限元模態(tài)進行計算與分析,通過Virtual.lab完成聲振耦合面設置,加載氣動噪聲源之后,利用有限元(FEM)中基于聲振耦合模態(tài)下的聲學響應計算方法完成艙內(nèi)噪聲的計算與分析。表明了沿機身方向艙內(nèi)噪聲有規(guī)律的由高變低、由外向內(nèi)逐漸減小,艙內(nèi)噪聲最大的位置是在螺旋槳后方并且靠近機身的位置。艙內(nèi)噪聲試驗對艙內(nèi)6個測點在5種不同轉速下的時域、頻域和總聲壓級信號進行了測試。研究表明:艙內(nèi)噪聲主要集中在頻率小于1000Hz的低頻段,主要影響因素是螺旋槳的氣動噪聲;不同測點的總聲壓級走勢大致相同,人耳處測點位置總聲壓級最小,儀表盤上方測點總聲壓級最高,這與數(shù)值模擬得出的結論相一致。
【學位單位】：沈陽航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：V223
【部分圖文】：

其碳排放量為零。遼寧通用航空研究院研制的某型雙座電動輕型飛機，是國內(nèi)第一架新能源雙座通用飛機，如圖1.1 所示。該飛機采用純鋰電電池作為動力源，通過電機驅動螺旋槳作為動力，全機結構由復合材料構成，與其他動力源飛機相比，具有低空和低速性能好、對起飛和降落要求低、性價比高、易于駕駛等優(yōu)點。但是螺旋槳作為動力輸出不可或缺的部件，在運轉時必然會產(chǎn)生噪聲，而螺旋槳噪聲的主要危害體現(xiàn)在以下三方面：(1)由螺旋槳拖出的渦系可誘發(fā)機翼翼面氣流脈動，強烈的氣流脈動將會以結構噪聲形式，傳入機身座艙內(nèi)部，

沈陽航空航天大學碩士學位論文并以空氣傳聲和結構傳聲這兩種不同的傳遞路徑形式傳入艙內(nèi)[14-15]。的電動螺旋槳飛機，它的艙內(nèi)噪聲來源主要是由機艙外部的螺旋槳氣所組成。氣動噪聲以空氣聲的形式通過空氣傳到機艙上，引起艙壁振；而電機振動是通過結構傳聲引起機艙振動從而向內(nèi)輻射噪聲。傳到來引起機艙振動從而形成機艙內(nèi)的聲振耦合現(xiàn)象，這也是最終的艙內(nèi)

螺旋槳聲學的計算方法按照求解的方式的不同可大體分為三類，第一類是理論法，主要由聲線法構成；第二類為能量方法，主要由統(tǒng)計能量法和能量有限元法組成；第三類為數(shù)值方法，主要由有限元、無限元及邊界元三種方法組成，具體見圖2.1。下面對部分典型的螺旋槳聲學計算方法做簡單的介紹和討論。圖 2.1 聲學計算方法2.3.1 聲線法聲線法的理論依據(jù)來自于幾何光學，當聲波的頻率較高，可用幾何光學中反射面的概念進行描述，即當聲波的波長小于封閉空間的反射面時，可把聲的傳播看成是沿聲線傳播的聲能，這個傳播過程需忽略聲的波動性能。該方法假設空間內(nèi)任何一個具有確定功率的聲源可向任意方向或指定方向向外輻射聲音，這些聲源間相關性可以不確定。從任何一個聲源發(fā)出的聲線在接觸壁面后發(fā)生反射，聲源損失的能量由接觸壁面的吸聲特性決定。通過接收點的聲接收情況，可求出該點隨頻率變化的穩(wěn)態(tài)聲壓。該方法可用于封閉、半封閉或完全開放的空間，特別在處理大型幾何聲學問題時很有優(yōu)勢。聲線模型的使用有一些特殊的條件限制
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本文編號：2894544