航空发动机风扇管道消声预测研究

【类型】学位论文

【作者】杨兵 

【关键词】 管道声传播,声类比,消声,管口辐射

【摘要】对管道风扇进行降噪是航空发动机风扇管道声学设计所面临的重要问题，本文建立的研究流动管道声传播和管口声辐射的声类比模型为研究扇管道声处理提供了一条新途径。本文对流动管道声场的研究进行了回顾，重点介绍了NASA兰利中心所发展边界积分方法及相应的研究进展，由于本文的工作与其有较大的可比性。又由于本文的工作是在已成功应用于外声场预测的声类比模型基础上发展起来的，所以本文专门介绍了基于声类比模型计算外声场的边界元方法， 并对直接应用外场模型进行内场计算出现的问题进行了初步分析，然后引入本文所建立的流动管道声传播和管口声辐射的声类比模型及方法。本文建立的管道声传播和管口声辐射的声类比模型是从略去四极子项的考虑运动边界的FW-H方程出发，将管道声场分为管道内声场和管道外声场两部分，并利用管道进出口这两个可穿透表面边界对内外声场的关联求解整个声场。对于管道内：旋转点源产生的入射声场视为已知的自由声场；散射声场是由此激发的在管道内表面、进、出口内表面上的二次声源所产生的声场部分。管道外声场是由管道内声场通过进、出口边界向外辐射产生的，即把进出口外表面视为表面声源在管外空间辐射产生的，同时还包括了管道外表面的耦合作用，即外表面被激发所形成的二次声源产生的声场部分。本文最后给出了几个算例，验证了管道声类比模型的可行性；通过对有限壁厚管道的计算 ，显示了用声类比模型计算管道声场比NASA兰利中心边界积分方法有更大的优越性；而内壁敷设声衬算例初步说明了管道声类比模型可应用于管道声处理降噪效果的预测，并有很大的发展潜力。最后提出了结论和今后需要继续进行的工作。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】王同庆

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