航空發動機氣動噪聲控制中的聲襯模擬穩定性分析航空發動機氣動噪聲控制中的聲襯模擬穩定性分析課件背景2適航噪聲：FAAFAR36；ICAOAnnex16規定了一系列繁瑣但清晰的聲學測試流程；不是單獨針對發動機噪聲的適航標準。背景2適航噪聲：FAAFAR36；ICAOAnnex發動機噪聲源部件分解3風扇壓氣機燃燒渦輪射流Nacelleandbifurcation[1]Wikipedia.發動機噪聲源部件分解3風扇壓氣機燃燒渦輪射流Nacelle必要性4[1]EugeneKors,“Significantlylowercommunityexposuretoaircraftnoise”,2004.此處只是適航角度結果。壓氣機、渦輪、燃燒噪聲會影響研發成敗！xun必要性4[1]EugeneKors,“Significa風扇噪聲進一步分解5[1]JASA,2013c風扇噪聲進一步分解5風扇噪聲進一步分解6[1]JASA,2013c風扇噪聲進一步分解6PKUDuct7[1]XunHuang,etal.,AIAAJ.,2008.數值模擬的模型？PKUDuct7[1]XunHuang,etal.,PKUDuct驗證8近場預測結果（LEE）和Wiener-Hopf理論解對比[1]Munt,JFM,1977.和我們的LEE數值解算器結果對比半無限長圓管聲傳播Wiener-Hopf理論解結論1：我們的LEE解算器準確，但是還需要時域聲襯條件；結論2：WH解算器更快，但是也需要擴展到聲襯情況。PKUDuct驗證8近場預測結果（LEE）和Wiener-H聲襯問題9聲襯是最有效的噪聲控制手段。聲襯問題仍然是研究熱點（20/260篇文章，20thAIAA/CEASAeroacousticConference2014）。聲襯類型安裝位置噪聲指標測試問題加工問題水槽問題阻力影響寬頻性能葉尖氣動數值模擬測試系統邊界條件優化方法如何驗證目標：常規聲襯的優化設計方法（和工具）聲襯問題9聲襯是最有效的噪聲控制手段。聲襯類型安裝位置噪聲指聲襯設計實現10表面材料？表面材料厚度？開孔率？孔直徑？空腔深度？馬赫數影響？溫度影響？怎么得到上述預測模型？聲襯設計實現10表面材料？表面材料厚度？開孔率？孔直徑？空腔聲襯阻抗優化設計路線圖11聲襯模型預測模型擬合模型計算模型預測模型SDOFMDOF新型聲襯計算模型頻域模型時域模型TamLongFungHuang優化方法暴力算法人工智能聲襯阻抗優化設計路線圖11聲襯模型預測模型擬合模型計算模型預時域數值計算中聲襯阻抗邊界條件12[1]Myers,M.K.,JSV,71(3),1980.and如何避開卷積？時域數值計算中聲襯阻抗邊界條件12[1]Myers,M.時域數值計算中聲襯阻抗邊界條件13[1]TamandAuriault,AIAAJ.34(5),1996.是否數值穩定？時域數值計算中聲襯阻抗邊界條件13[1]TamandA時域數值計算中聲襯阻抗邊界條件142.5DLEE只能算單頻，因此只需要單頻時域liner條件時域數值計算中聲襯阻抗邊界條件142.5DLEE只能算單頻時域數值計算中聲襯阻抗邊界條件15[1]TamandAuriault,AIAAJ.34(5),1996.怎么設計個計算穩定的時域阻抗邊界條件？為什么數值不穩定？假設

時域數值計算中聲襯阻抗邊界條件15[1]TamandA背景知識16[1]任何控制教科書那么當可能不穩定，所以根據Bode圖可以判斷。例如背景知識16[1]任何控制教科書那么當可能不穩定，所以根據時域數值阻抗邊界穩定性分析17傳遞函數是什么？時域數值阻抗邊界穩定性分析17傳遞函數是什么？時域數值阻抗邊界穩定性分析18[1]X.Huang,etal.JASA2013.即則傳遞函數P(s)為時域數值阻抗邊界穩定性分析18[1]X.Huang,e時域數值阻抗邊界穩定性分析19[1]X.Huang,etal.IJA2006.邊界條件怎么表達？時域數值阻抗邊界穩定性分析19[1]X.Huang,e時域數值阻抗邊界穩定性分析20時域數值阻抗邊界穩定性分析20時域數值阻抗邊界穩定性設計21[1]任何控制教科書。時域數值阻抗邊界穩定性設計21[1]任何控制教科書。時域數值阻抗邊界穩定性設計22如果無流動如果有流動時域數值阻抗邊界穩定性設計22如果無流動如果有流動校驗23[1]Rienstra,JEM,2007.校驗23[1]Rienstra,JEM,2007.校驗24[1]Rienstra,JEM,2007.校驗24[1]Rienstra,JEM,2007.應用：PKUDuct25集成到整體軟件中的solver界面應用：PKUDuct25集成到整體軟件中的solver界面應用結果26應用結果26應用結果27應用結果27應用結果28應用結果28實際算例29實際算例29實際算例30實際算例30實際算例31實際算例31總結32簡要介紹了發動機風扇噪聲傳播和控制的計算模擬；從控制角度的新的分析和設計阻抗邊界條件的方法；從數值角度提供了新方法、新視角。總結32簡要介紹了發動機風扇噪聲傳播和控制的計算模擬；33謝謝！33謝謝！航空發動機氣動噪聲控制中的聲襯模擬穩定性分析航空發動機氣動噪聲控制中的聲襯模擬穩定性分析課件背景35適航噪聲：FAAFAR36；ICAOAnnex16規定了一系列繁瑣但清晰的聲學測試流程；不是單獨針對發動機噪聲的適航標準。背景2適航噪聲：FAAFAR36；ICAOAnnex發動機噪聲源部件分解36風扇壓氣機燃燒渦輪射流Nacelleandbifurcation[1]Wikipedia.發動機噪聲源部件分解3風扇壓氣機燃燒渦輪射流Nacelle必要性37[1]EugeneKors,“Significantlylowercommunityexposuretoaircraftnoise”,2004.此處只是適航角度結果。壓氣機、渦輪、燃燒噪聲會影響研發成敗！xun必要性4[1]EugeneKors,“Significa風扇噪聲進一步分解38[1]JASA,2013c風扇噪聲進一步分解5風扇噪聲進一步分解39[1]JASA,2013c風扇噪聲進一步分解6PKUDuct40[1]XunHuang,etal.,AIAAJ.,2008.數值模擬的模型？PKUDuct7[1]XunHuang,etal.,PKUDuct驗證41近場預測結果（LEE）和Wiener-Hopf理論解對比[1]Munt,JFM,1977.和我們的LEE數值解算器結果對比半無限長圓管聲傳播Wiener-Hopf理論解結論1：我們的LEE解算器準確，但是還需要時域聲襯條件；結論2：WH解算器更快，但是也需要擴展到聲襯情況。PKUDuct驗證8近場預測結果（LEE）和Wiener-H聲襯問題42聲襯是最有效的噪聲控制手段。聲襯問題仍然是研究熱點（20/260篇文章，20thAIAA/CEASAeroacousticConference2014）。聲襯類型安裝位置噪聲指標測試問題加工問題水槽問題阻力影響寬頻性能葉尖氣動數值模擬測試系統邊界條件優化方法如何驗證目標：常規聲襯的優化設計方法（和工具）聲襯問題9聲襯是最有效的噪聲控制手段。聲襯類型安裝位置噪聲指聲襯設計實現43表面材料？表面材料厚度？開孔率？孔直徑？空腔深度？馬赫數影響？溫度影響？怎么得到上述預測模型？聲襯設計實現10表面材料？表面材料厚度？開孔率？孔直徑？空腔聲襯阻抗優化設計路線圖44聲襯模型預測模型擬合模型計算模型預測模型SDOFMDOF新型聲襯計算模型頻域模型時域模型TamLongFungHuang優化方法暴力算法人工智能聲襯阻抗優化設計路線圖11聲襯模型預測模型擬合模型計算模型預時域數值計算中聲襯阻抗邊界條件45[1]Myers,M.K.,JSV,71(3),1980.and如何避開卷積？時域數值計算中聲襯阻抗邊界條件12[1]Myers,M.時域數值計算中聲襯阻抗邊界條件46[1]TamandAuriault,AIAAJ.34(5),1996.是否數值穩定？時域數值計算中聲襯阻抗邊界條件13[1]TamandA時域數值計算中聲襯阻抗邊界條件472.5DLEE只能算單頻，因此只需要單頻時域liner條件時域數值計算中聲襯阻抗邊界條件142.5DLEE只能算單頻時域數值計算中聲襯阻抗邊界條件48[1]TamandAuriault,AIAAJ.34(5),1996.怎么設計個計算穩定的時域阻抗邊界條件？為什么數值不穩定？假設

時域數值計算中聲襯阻抗邊界條件15[1]TamandA背景知識49[1]任何控制教科書那么當可能不穩定，所以根據Bode圖可以判斷。例如背景知識16[1]任何控制教科書那么當可能不穩定，所以根據時域數值阻抗邊界穩定性分析50傳遞函數是什么？時域數值阻抗邊界穩定性分析17傳遞函數是什么？時域數值阻抗邊界穩定性分析51[1]X.Huang,etal.JASA2013.即則傳遞函數P(s)為時域數值阻抗邊界穩定性分析18[1]X.Huang,e時域數值阻抗邊界穩定性分析52[1]X.Huang,etal.IJA2006.邊界條件怎么表達？時域數值阻抗邊界穩定性分析19[1]X.Huang,e時域數值阻抗邊界穩定性分析53時域數值阻抗邊界穩定性分析20時域數值阻抗邊界穩定性設計54[1]任何控制教科書。時域數值阻抗邊界穩定性設計21[1]任何控制教科書。時域數值阻抗邊界穩定性設計55如果無流動如果有流動時域數值阻抗邊界穩定性設計22如果無流動如果有流動校驗56[1]Rienstra,JEM,2007.校驗23[1]Rienstra,JEM,2007.校驗57[1]Rienstra,JEM,2007.校驗24[1]Rienstra,JEM,2007.應用：PKUDuct58集成