一种用于桨涡干扰噪声研究的涡发生器设计和分析

论文摘要

桨涡干扰噪声(BVI)是直升机尾桨噪声的重要组成部分,为了开展尾桨桨涡干扰噪声试验研究,本文提出了一种新型多翼型段组合式涡发生器。通过FLUENT软件建立了涡发生器的流场计算模型,分析了该型涡发生器的三个主要结构参数——翼型段端部间距、翼型迎角和翼型段数量对涡发生器性能的影响。在此基础上,应用CATIA软件完成了涡发生器结构设计,加工了上述三个结构参数可调的涡发生器试验模型,用PIV系统测量了各种参数设置的涡发生器流场特性,并详细分析了试验结果。结构参数对涡发生器效果的影响规律,理论计算和试验测量得出的结论一致。最后,根据试验结果,将涡发生器产生效果最佳的旋涡与经典涡核模型对照,确定了涡核、涡强等主要旋涡参数。研究成果对下一步进行尾桨桨涡干扰噪声试验具有重要的指导作用。与常规的单翼段型式涡发生器相比,本文设计的多翼型段组合式涡发生器效果更好。文中对于该型式涡发生器设计的进一步优化,提出了几点建议;对于后续尾桨噪声试验过程中存在的问题,也提出了解决措施。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 涡发生器总体设计方案
• 2.1 旋涡的主要参数
• 2.2 涡发生器设计要求
• 2.3 工作原理
• 2.4 涡发生器结构布局
• 第三章 基于FLUENT 仿真的涡发生器流场分析
• 3.1 FLUENT 功能简介
• 3.2 涡发生器的仿真建模
• 3.3 涡发生器产生旋涡的对比标准
• 3.4 涡发生器流场的计算结果和分析
• 3.4.1 两段翼型组合式涡发生器的仿真结果和分析
• 3.4.2 不同翼型迎角对涡发生器效果的影响分析
• 3.4.3 不同翼型段数对涡发生器效果的影响分析
• 3.5 小结
• 第四章 涡发生器结构设计和制造
• 4.1 收缩段设计
• 4.2 涡发生器的结构设计
• 4.3 涡发生器样件
• 第五章 涡发生器流场测量与分析
• 5.1 流场测量技术综述
• 5.2 PIV 测速系统简介
• 5.3 试验方案及数据处理
• 5.4 试验结果分析
• 5.4.1 不同端部间距对涡发生器效果的影响分析
• 5.4.2 不同翼型迎角对涡发生器效果的影响分析
• 5.4.3 不同翼型段数对涡发生器效果的影响分析
• 5.4.4 旋涡的耗散
• 5.5 理论计算和试验结果的对比
• 5.6 试验结果与经典涡核模型的对照
• 5.7 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 涡发生器设计经验总结
• 6.3 关于后续工作的建议
• 6.3.1 涡发生器的进一步优化设计
• 6.3.2 涡发生器的轴流干扰问题
• 6.3.3 涡发生器的外形干扰问题
• 参考文献
• 致谢
• 附录