航空科学技术AeronauticalScience&TechnologyJun.252023Vol.34No.0611-19不同翼型厚度和来流马赫数下的桨涡干扰噪声分析相倩1,余启梁2,王钢林1,刘勇2,叶海剑21.中国航空研究院,北京1000292.南昌航空大学,江西南昌330063摘要:桨涡干扰噪声是直升机气动噪声主要组成之一,为了正确预测和降低直升机噪声,必须开展气动噪声相关物理参数研究。在对声场进行计算流体力学(CFD)直接数值模拟的基础上,分析了不同厚度和来流马赫数下二维平行桨涡干扰噪声传播特性和声源位置,分析了翼型厚度和来流马赫数对桨涡干扰噪声的影响,并得到了可压缩情况下远场声压预测公式。研究表明,低马赫数下,翼型厚度对噪声指向性影响不大,高马赫数下,翼型厚度对噪声指向性影响程度增大;噪声强弱主要随来流马赫数变化,翼型厚度对其影响较小;翼型厚度和来流马赫数变化不会改变声源点位置。开展不同翼型厚度和来流马赫数下的桨涡干扰噪声分析可以为进一步了解并控制直升机桨涡干扰噪声提供一定的参考。关键词:翼型厚度;来流马赫数;二维平行BVI;气动噪声;直接法中图分类号:V211文献标识码:ADOI:10.19452/j.issn1007-5453.2023.06.002在直升机低速下降、机动等飞行过程中,前行桨叶产生的桨尖涡脱落后会靠近或通过后行桨叶,形成桨涡干扰(BVI)现象。当桨尖涡轴线与桨叶平行时,可以简化为二维平行BVI。BVI噪声一旦出现,会显著增大直升机的总体噪声水平,带来严重的噪声污染[1]。因此,对影响BVI气动噪声的物理参数的研究,一直是预测和降低直升机噪声的前提[2]。先前,在理论和试验方面研究者们已开展了许多与影响BVI气动噪声的物理参数相关的研究工作[3-7]。孟晓伟等[3]通过建立悬停状态直升机倾斜式尾桨诱导速度的方法有效地对尾桨BVI进行了预测。赵俊等[4]基于计算流体力学(CFD)方法对多旋翼飞行器气动力和噪声特性进行了分析。H.Y.Yung等[5]通过理论计算、全机试验和风洞试验等对BVI噪声声压级和飞行状态影响进行了研究,但对于影响BVI的物理参数、噪声波的形成和传播过程等方面没有深入研究。F.Caradonna等[6]在风洞中用旋转机翼研究了BVI噪声,分析了机翼与涡流相互作用,比较了Kirchhoff方法和FW-H方法等各种预测BVI噪声的方法。远场压力的计算结果和测量结果对比表明,当涡特征(涡核位置、涡强度和涡核半径)已知时,可以较准确地预测BVI噪声。C.Kitaplioglu等[7]为减少旋翼转动时自身尾流的影响,利用外部产生的涡流与表面装有压力传感器...