發(fā)布時(shí)間：2020-11-22 10:15

　　 隨著電動(dòng)飛機(jī)的蓬勃發(fā)展,飛機(jī)的舒適性將成為最重要的一項(xiàng)考核指標(biāo),而艙內(nèi)噪聲的大小對(duì)飛機(jī)舒適性起到?jīng)Q定性的影響。同時(shí)艙內(nèi)噪聲過(guò)大會(huì)導(dǎo)致儀器儀表的損壞,引起的振動(dòng)還可能導(dǎo)致機(jī)身強(qiáng)度的破壞并威脅乘客的安全,因此如何優(yōu)化飛機(jī)艙內(nèi)噪聲具有重要意義。本文以電動(dòng)飛機(jī)艙內(nèi)噪聲為研究對(duì)象,采用理論分析、數(shù)值計(jì)算、試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,開(kāi)展了螺旋槳?dú)鈩?dòng)噪聲數(shù)值模擬、遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲試驗(yàn)、氣動(dòng)噪聲優(yōu)化設(shè)計(jì)、基于聲振耦合模態(tài)下的艙內(nèi)噪聲響應(yīng)計(jì)算與分析及艙內(nèi)噪聲試驗(yàn)等研究。氣動(dòng)噪聲方面,采用FW-H模型、非定�；�移網(wǎng)格及大渦模擬方法獲得氣動(dòng)噪聲頻譜特征;通過(guò)遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲實(shí)驗(yàn),得到螺旋槳在五種轉(zhuǎn)速下的氣動(dòng)噪聲頻域特性和聲壓強(qiáng)度分布規(guī)律。對(duì)比分析螺旋槳各測(cè)點(diǎn)聲壓級(jí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與數(shù)值計(jì)算結(jié)果,證明了數(shù)值計(jì)算模型的準(zhǔn)確性�；�于建立的計(jì)算模型和方法,在保證螺旋槳?dú)鈩?dòng)特性的同時(shí),提出了改進(jìn)沿展向槳葉形狀的降噪方法。預(yù)測(cè)了不同螺旋槳在3個(gè)轉(zhuǎn)速下的聲壓級(jí)分布,得出槳葉形狀對(duì)螺旋槳?dú)鈩?dòng)噪聲的影響規(guī)律。艙內(nèi)噪聲方面,運(yùn)用Catia完成了機(jī)艙結(jié)構(gòu)建模,對(duì)結(jié)構(gòu)和聲學(xué)有限元模態(tài)進(jìn)行計(jì)算與分析,通過(guò)Virtual.lab完成聲振耦合面設(shè)置,加載氣動(dòng)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(xué)響應(yīng)計(jì)算方法完成艙內(nèi)噪聲的計(jì)算與分析。表明了沿機(jī)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(jī)身的位置。艙內(nèi)噪聲試驗(yàn)對(duì)艙內(nèi)6個(gè)測(cè)點(diǎn)在5種不同轉(zhuǎn)速下的時(shí)域、頻域和總聲壓級(jí)信號(hào)進(jìn)行了測(cè)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(dòng)噪聲;不同測(cè)點(diǎn)的總聲壓級(jí)走勢(shì)大致相同,人耳處測(cè)點(diǎn)位置總聲壓級(jí)最小,儀表盤(pán)上方測(cè)點(diǎn)總聲壓級(jí)最高,這與數(shù)值模擬得出的結(jié)論相一致。
【學(xué)位單位】：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：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(dòng)輕型飛機(jī)，是國(guó)內(nèi)第一架新能源雙座通用飛機(jī)，如圖1.1 所示。該飛機(jī)采用純鋰電電池作為動(dòng)力源，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳作為動(dòng)力，全機(jī)結(jié)構(gòu)由復(fù)合材料構(gòu)成，與其他動(dòng)力源飛機(jī)相比，具有低空和低速性能好、對(duì)起飛和降落要求低、性價(jià)比高、易于駕駛等優(yōu)點(diǎn)。但是螺旋槳作為動(dòng)力輸出不可或缺的部件，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)必然會(huì)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(jī)翼翼面氣流脈動(dòng)，強(qiáng)烈的氣流脈動(dòng)將會(huì)以結(jié)構(gòu)噪聲形式，傳入機(jī)身座艙內(nèi)部，

沈陽(yáng)航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文并以空氣傳聲和結(jié)構(gòu)傳聲這兩種不同的傳遞路徑形式傳入艙內(nèi)[14-15]。的電動(dòng)螺旋槳飛機(jī)，它的艙內(nèi)噪聲來(lái)源主要是由機(jī)艙外部的螺旋槳?dú)馑�組成。氣動(dòng)噪聲以空氣聲的形式通過(guò)空氣傳到機(jī)艙上，引起艙壁振；而電機(jī)振動(dòng)是通過(guò)結(jié)構(gòu)傳聲引起機(jī)艙振動(dòng)從而向內(nèi)輻射噪聲。傳到來(lái)引起機(jī)艙振動(dòng)從而形成機(jī)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(xué)的計(jì)算方法按照求解的方式的不同可大體分為三類(lèi)，第一類(lèi)是理論法，主要由聲線法構(gòu)成；第二類(lèi)為能量方法，主要由統(tǒng)計(jì)能量法和能量有限元法組成；第三類(lèi)為數(shù)值方法，主要由有限元、無(wú)限元及邊界元三種方法組成，具體見(jiàn)圖2.1。下面對(duì)部分典型的螺旋槳聲學(xué)計(jì)算方法做簡(jiǎn)單的介紹和討論。圖 2.1 聲學(xué)計(jì)算方法2.3.1 聲線法聲線法的理論依據(jù)來(lái)自于幾何光學(xué)，當(dāng)聲波的頻率較高，可用幾何光學(xué)中反射面的概念進(jìn)行描述，即當(dāng)聲波的波長(zhǎng)小于封閉空間的反射面時(shí)，可把聲的傳播看成是沿聲線傳播的聲能，這個(gè)傳播過(guò)程需忽略聲的波動(dòng)性能。該方法假設(shè)空間內(nèi)任何一個(gè)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(guān)性可以不確定。從任何一個(gè)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(guò)接收點(diǎn)的聲接收情況，可求出該點(diǎn)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(kāi)放的空間，特別在處理大型幾何聲學(xué)問(wèn)題時(shí)很有優(yōu)勢(shì)。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(hào)：2894544