“潔淨天空”開展飛機降噪技術研究

“潔淨天空”開展飛機降噪技術研究

據cleansky網站2020年4月20日刊文,“潔淨天空”網站 4月20日介紹了 INSPiRE 項目在飛機結構與發動機耦合噪聲分析領域的研究情況。

為了提高乘客及機場周邊居民生活質量,歐洲航空業將大幅降低飛機噪聲作為重要發展目標。目前通過提高涵道比和直徑能夠有效降低發動機噪聲,但由於發動機安裝位置接近機翼表面,發動機氣流與機翼、襟翼等結構相互作用產生了新的噪聲源。未來採用高效、經濟的方式開展低噪聲設計能夠有效提高航空業競爭力,“潔淨天空”計劃設置了INSPiRE項目開展相關研究。

發動機氣流與機翼、襟翼結構的相互作用極為複雜,採用高精度湍流數值模擬是相關研究的重要手段,但相應仿真過程需要消耗大量計算資源、且穩定性亟待提高,相關研究主要集中在以研究為目的的簡單問題上。INSPiRE項目旨在發展可用於工程實際問題的可靠、高效的流場噪聲模擬方法,並進行應用和驗證。

該項目於2016年7月開始,計劃持續到2019年6月,牽頭單位為總部位於柏林的計算流體力學軟件企業E+F公司。INSPiRE項目的主要目標是:

開發新型網格劃分技術,從而大幅提高計算效率;

開發自動檢測最佳FWH表面方法,提高遠場噪聲集成的靈活性和可靠性;

開發內部算法,自動判定流場初始瞬態/穩態,定義流場和遠場噪聲的統計誤差線;

通過加速初始化技術,降低噪聲模擬計算量(可降低20%);

根據現有襟翼與低噪聲噴嘴試驗數據庫,驗證增強DES/FWH方法;

針對研究成果編制使用指南;

在商用計算流體力學求解器中應用上述研究成果,開展驗證模擬,確保其能夠直接應用。

項目首先對簡單的圓形噴口進行了工業化仿真方法的測試,並且對安裝在飛機上的實際噴口進行了魯棒性和性能驗證,目前正在開展完整飛機模型的模擬驗證。結果顯示,該項目提出的方法較傳統仿真方法相比,相同精度下計算速度可提高7倍。同時自動化設置有效降低了操作者認為因素可能導致的錯誤。

“潔淨天空”開展飛機降噪技術研究

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