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風扇出口導向葉片低噪聲設計Ⅰ:方法與優化
蔣永松; 鄭文濤; 趙航; 楊明綏; 王詠梅 中國航發沈陽發動機研究所; 沈陽110015
關鍵詞：大涵道比渦扇發動機 氣動與聲學一體化設計 三維升力面理論 管道聲學
摘要：作為“風扇出口導向葉片(Outlet Guide Vanes,OGV)低噪聲設計”系列文章的第1篇,本文在現有壓氣機氣動設計流程的基礎上,加入了噪聲評估過程,建立了基于通流設計的氣動/聲學一體化設計方法。為提高設計階段的評估速度,以三維升力面理論與管道聲學理論為基礎,從通流設計和造型設計輸出中提取參數,結合轉子尾跡模型,建立了轉/靜干涉噪聲的解析預測模型。以現代大涵道比渦扇發動機風扇/增壓級為對象,采用該模型系統分析了OGV軸向掠形與周向傾斜對轉/靜干涉噪聲的影響,獲取了軸向掠形角與周向傾斜角等三維設計參數與風扇噪聲的關系圖譜,初步確定了低噪聲設計較優降噪量的掠和傾組合方案。以此為基礎,在保持葉尖子午投影位置和弦長不變的前提下,將葉片前緣和徑向積疊進行參數化,采用遺傳算法進一步開展了OGV的低噪聲優化設計,最終獲得了2個優化方案,預估的降噪量達到了8dB。
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