【技术实现步骤摘要】
一种高自由度可控理论声速点的降噪叶型前缘设计方法
本专利技术涉及跨音风扇/压气机激波噪声控制领域，尤其涉及一种高自由度可控理论声速点的前缘设计方法。
技术介绍
目前国际大型商用客机的市场由欧洲空客(Airbus)及美国波音(Boeing)占领，为巩固其地位，噪声标准已经逐渐成为其用来扫除业内竞争的重要指标，利用新时期新阶段的标准淘汰大量商用客机或提高竞争对手的研发难度，对我国自主研制的商用航空发动机提出了严峻的技术考验；目前正值我国商用客机快速发展的阶段，中国商飞(COMAC)研制的支线客机ARJ21正处于市场运营期、首架中短程客机C919已经与2017年5月完成首飞，预计在2021年开始交付；就目前的趋势而言，到C919交付时，很可能推出更为严苛的适航标准，这也将成为限制中国自主知识产权的商用客机能否进入国际市场的主要指标之一。对于大涵道比商用发动机，风扇/压气机转子尖端相对速度超音，在前缘处会生成一道外伸激波，这道激波随转子转动，向上游传播，产生激波噪声，这种噪声已经超过喷流噪声，成为目前大涵道比商用发动机的第一...
【技术保护点】
1.一种高自由度可控理论声速点的降噪叶型前缘设计方法，其特征在于：包括前缘三段式设计，其中，前缘三段式设计包括前缘段设计以及前缘段与叶型吸力面/压力面连接的两个过渡段设计；所述前缘段为叶型吸力面/压力面的两个理论声速点经过叶型前缘点连接段的叶型，所述前缘段与叶型吸力面/压力面连接的两个过渡段分别为叶型吸力面与压力面的理论声速点到改型前缘与原始叶型连接点段的叶型；/n所述前缘三段式设计包括：/n步骤一，原始叶型的数值模拟；/n步骤二，原始叶型噪声等级评估；/n步骤三，前缘三段式设计范围确定；/n步骤四，前缘三段式设计特征参数选取；/n步骤五，前缘段设计；/n步骤六，前缘段与叶...
【技术特征摘要】
1.一种高自由度可控理论声速点的降噪叶型前缘设计方法，其特征在于：包括前缘三段式设计，其中，前缘三段式设计包括前缘段设计以及前缘段与叶型吸力面/压力面连接的两个过渡段设计；所述前缘段为叶型吸力面/压力面的两个理论声速点经过叶型前缘点连接段的叶型，所述前缘段与叶型吸力面/压力面连接的两个过渡段分别为叶型吸力面与压力面的理论声速点到改型前缘与原始叶型连接点段的叶型；
所述前缘三段式设计包括：
步骤一，原始叶型的数值模拟；
步骤二，原始叶型噪声等级评估；
步骤三，前缘三段式设计范围确定；
步骤四，前缘三段式设计特征参数选取；
步骤五，前缘段设计；
步骤六，前缘段与叶型吸力面/压力面连接的两个过渡段设计；
步骤七，前缘三段式设计叶型的数值模拟；
步骤八，前缘三段式设计叶型降噪收益评估。
2.根据权利要求1所述的一种高自由度可控理论声速点的降噪叶型前缘设计方法，其特征在于：所述步骤一包括：对原始叶型进行网格绘制，为捕捉外伸激波前传过程，进口长度设置为轴向弦长的三倍，并进行加密处理，保证每个激波波长内网格点数不低于30个；对原始叶型进行准二维雷诺平均N-S方程(RANS)数值模拟，采用MUSCL插值提高空间精度；按设计工况给定进口总温总压气流角以及出口反压，获得原始叶型的数值模拟流场。
3.根据权利要求1所述的一种高自由度可控理论声速点的降噪叶型前缘设计方法，其特征在于：所述步骤二包括：在步骤一得到的原始叶型的数值模拟流场上，叠加均匀稀疏的声学网格，将数值模拟流场的压强p、密度ρ、轴向速度u、周向速度v使用二阶精度的反距离加权插值法插值到声学网格中；使用二维声强定义公式对噪声等级进行评估，其中分别表示速度矢量，轴向速度、密度、压强的周向平均量，v′、u′、p′表示速度矢量、轴向速度、压强的扰动量，γ为比热比；将声强沿轴向截面S积分，得到声功率
4.根据权利要求1所述的一种高自由度可控理论声速点的降噪叶型前缘设计方法，其特征在于：所述步骤三包括：提取原始叶型中弧线，绘制中弧线斜率分布图，中弧线斜率在a％轴向弦长之前保持稳定，在a％轴向弦长之后开始变化，提取叶型前缘点到a％轴向弦长区域的叶型作为前缘三段...
【专利技术属性】
技术研发人员：柳阳威，赵天铭，孙晓峰，侯杰萱，唐雨萌，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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