基于物理機制模型的民機機體噪聲預測

徐康樂, 陳迎春, 徐 亮

(1. 上海飛機設計研究院環境集成部, 上海 201210; 2. 中國商用飛機有限責任公司, 上海 201210)

引 言

基于物理機制建模的方法是通過對噪聲物理機理的理解, 使用簡單有效的模型來描述復雜物理現象, 從而避免對復雜物理現象進行綜合求解. 氣動聲學問題不可避免地涉及高Reynolds數非定常流動. 這些問題是沒有解析解的. 同時, 數值解也極具挑戰性, 很難應用于飛機噪聲的實際問題. 因此, 基于物理機制的建模方法在工程中是非常有效和實用的.

針對飛機級的整機噪聲預測, 基于物理機制模型的預測方法被世界主要飛機制造商和航空航天機構所采用, 其中最為典型的方法有NASA Langley中心的飛機噪聲預測程序(aircraft noise prediction program， ANOPP)[1-2]和DLR的參數化飛機噪聲分析模塊(parametric aircraft noise analysis module， PANAM)[3]等. Brooks等通過試驗測量所得的表面壓力, 基于Howe理論預測了襟翼側緣噪聲[4]; Guo等[5-7]， Fink[8]在全尺寸飛機噪聲試驗數據的基礎上發展了預測增升裝置氣動噪聲的物理機制預測方法. 該方法包含有不同飛機在不同飛行狀態下機體噪聲數據庫, 數據庫中機體部件噪聲的試驗數據主要是通過麥克風相陣列技術測得的. 文獻[9-13]給出了基于物理機制模型預測機體, 包括起落架、縫翼和襟翼噪聲的更多實際應用.

目前, 中國商飛搭建了基于物理機制的飛機級機體噪聲預測體系, 形成相應的預測工具UNICRAFT, 見圖1. 本文采用UNICRAFT對飛機機體噪聲進行了預測. 計算表明基于物理機制的飛機級噪聲預測方法可以控制在秒量……