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《鋸齒尾緣翼型近場湍流試驗研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第40卷第5期2014年10月航空發(fā)動機AeroengineV01．40No．50ct．2014鋸齒尾緣翼型近場湍流試驗研究許坤波，葉英哲，仝帆(西北工業(yè)大學(xué)動力與能源學(xué)院，西安710072)摘要：基于鋸齒尾緣結(jié)構(gòu)在航空發(fā)動機上的應(yīng)用，對其降噪機理進行研究。通過3維熱線風(fēng)速儀測量2種尾緣結(jié)構(gòu)的尾跡流場揭示鋸齒降噪的流動本質(zhì)，其結(jié)果顯示出鋸齒尾緣后流場的細(xì)微湍流結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，并在尾跡流場可見單個鋸齒的齒峰和齒谷。結(jié)果表明：鋸齒尾緣后尾跡中心線速度的衰減率比直尾緣的高；湍流峰值因為鋸齒尾緣的存在出現(xiàn)在離翼型更遠處，鋸齒在近尾跡區(qū)產(chǎn)生了額外的馬蹄渦。關(guān)鍵詞：鋸齒尾緣；湍流噪聲；湍
2、流熱線測量；仿生學(xué)；噪聲機理；航空發(fā)動機中圖分類號：V211．71文獻標(biāo)識碼：Adoi：10．13477／j．cnki．a(chǎn)eroengine．2014．05．013ExperimentalInvestigationonNear-fieldTurbulenceofanAirfoilwithTrailing—-edgeSerrationsXUKun—b01，YEYing—zhe’，TONGFanl(SchoolofPowerandEnergy,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an71007ZChina)Abstract：Themec
3、hanismofnoisereductionforthetrailing-edgeserrationsappliedintheaeroenginewasstudied．Twokindsofserratedtrailingstructureforturbulenceflowfieldweremeasuredbythreedimensionalhot—wireanemometerinordertorevealthecharacteristicsofserrationsnoisereduction．Theresultsshowthechangerulesofsmallturbul
4、encestructurebehindthetrailing--edgeserrationsflowfield,andtheindividualtrailing-edgeserrationstipsandvalleysoccurinthetrailing--edgeflowfield．Theexperimentresultshowsthatthedecayrateofthecenterlinevelocitybehindthetailingishigherthanitsonthestraighte吐盼theturbulencepeakOCCUrsfurtherfromthe
5、airfoilSUl點aceinthepresenceoftheserrations，andtheserrationsgenerateadditionalhorseshoevorticesshedinthetailregion．Keywords：trailing—edgeserrations；turbulencenoise；turbulencehot-wiremeasurement；bionics；noisemechanism；aeroengineO引言現(xiàn)代航空發(fā)動機已經(jīng)達到很高的涵道比，如陳光介紹了波音787客機在設(shè)計中對聲音的要求【l】，可見降噪成為了如今設(shè)計發(fā)動機翼型
6、的另一目標(biāo)。在低馬赫數(shù)時，風(fēng)扇出口導(dǎo)流葉片的寬頻噪聲和噴流噪聲同時成為翼型的2個最大噪聲源。在風(fēng)扇出口導(dǎo)流葉片的寬頻噪聲中，尾緣噪聲占大部分[21。Brooks[3財尾緣噪聲進行了首次試驗研究，并由Amietm成功得出預(yù)測模型。為了對尾緣噪聲進行降噪[5-61，Adams第1次提出可以借鑒貓頭鷹的翅膀形狀來對尾緣噪聲進行控制。20世紀(jì)60年代后，Lilleym重新采用該種方法，對貓頭鷹的飛行進行了氣動研究并得出降噪原理。Lilley提出鳥類柔軟的羽毛可能會產(chǎn)生降噪的效果。Bohnmrj羞行了多孔邊緣擴展研究，繼而Revelltgl進行了聲學(xué)研究，Sarradjtlq又進行了
7、多孑L翼型研究，對于翼型降噪，F(xiàn)inkllll和Khorramitl21都進行了多孔和鋸齒尾緣研究。翼型表面的優(yōu)化造型會限制聲音輻射，但往往會嚴(yán)重降低氣動性能。以前大量的試驗研究著重對前緣鋸齒優(yōu)化，如Howe[13】對尾緣鋸齒進行了大量研究，從開始的正弦齒狀發(fā)展到尖的鋸齒形狀，得出鋸齒結(jié)構(gòu)可以有效的整合流動方向尾跡渦，鋸齒與來流方向夾角0<45。時降噪效果更好，試驗研究表明，這種方法至少可以降低噪聲5dB。受葉片前緣湍流以及邊界層湍流和尾緣湍流的互相影響，薄葉片尾緣噪聲中的寬頻部分與葉片邊界層內(nèi)劇烈剪切區(qū)域中發(fā)展的
