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直升机前飞时旋翼旋转噪声计算与分析

作　者: 杨晓芳
导　师: 王华明
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 飞行器设计
关键词: 旋转噪声直升机载荷时域法谐波法
分类号: TB53
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 32次
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内容摘要

旋翼是直升机的主要噪声源,降低旋翼噪声对控制直升机的噪声水平具有重要意义。本文采用时域法和谐波法对直升机前飞状态下的旋翼噪声进行了理论分析研究。主要工作包括:一,简要介绍了直升机噪声的分类以及国内外关于直升机噪声预测方法的研究现状,总结前人的研究成果。二,利用滑流理论和叶素理论建立旋翼气动载荷计算模型,用数值方法计算了直升机前飞时旋翼桨盘处每度方位角上的气动载荷,并提出了气动载荷沿叶素弦向分布模型。三,采用法莱萨特时域法建立了直升机前飞时旋翼旋转噪声计算模型,开展计算方法研究,用算例验证了计算方法和计算程序的正确性,计算了直-9直升机在不同前进比以及不同观察距离下声压时间历程与噪声指向性。四,采用谐波法建立直升机前飞时旋翼旋转噪声计算模型,对旋翼桨盘上的气动载荷和桨叶的剖面法向速度进行傅立叶变换,计算了直-9直升机前飞状态下各次谐波的旋翼旋转噪声。并与时域法计算结果进行对比分析。本文的研究成果对发展或完善直升机旋翼旋转噪声的预测方法具有一定的参考价值。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章绪论  11-16
  1.1 引言  11
  1.2 直升机噪声的分类  11-13
    1.2.1 旋转噪声  11-12
    1.2.2 宽带噪声  12
    1.2.3 脉冲噪声  12-13
  1.3 直升机旋翼噪声研究现状  13-15
  1.4 本文的主要研究工作  15-16
第二章坐标系及其转换  16-21
  2.1 坐标系  16-18
    2.1.1 固定坐标系O_1A_1B_1C_1  16
    2.1.2 运动坐标系O_2A_2B_2C_2  16-17
    2.1.3 旋转坐标系O_2A_3B_3C_3  17
    2.1.4 挥舞坐标系O_2A_4B_4C_4  17
    2.1.5 摆振坐标系O_3A_5B_5C_5  17-18
    2.1.6 随叶坐标系O_3A_6B_6C_6  18
  2.2 坐标系的转换  18-20
    2.2.1 固定坐标系与运动坐标系  18-19
    2.2.2 运动坐标系与旋转坐标系  19
    2.2.3 旋转坐标系与挥舞坐标系  19
    2.2.4 挥舞坐标系与摆振坐标系  19
    2.2.5 摆振坐标系与随叶坐标系  19-20
  2.3 小结  20-21
第三章直升机前飞时旋翼的气动载荷计算  21-29
  3.1 载荷计算模型  21-23
  3.2 载荷计算流程图  23-25
  3.3 计算结果  25-27
  3.4 桨叶载荷弦向分布模型  27-28
  3.5 小结  28-29
第四章时域法预测直升机旋翼旋转噪声  29-48
  4.1 关于FW-H 方程的推导  29-32
  4.2 关于FW-H 方程的求解  32-36
    4.2.1 时域内具有面源波动方程的解  32-34
    4.2.2 载荷噪声与厚度噪声的时域计算式  34-36
  4.3 预测直升机旋翼旋转噪声  36-44
    4.3.1 预测直升机旋翼旋转噪声的声压计算公式  36-37
    4.3.2 声压计算公式的被积函数推导  37-40
    4.3.3 随叶坐标系上单位法矢的确定  40-41
    4.3.4 延迟时间方程的求解  41-42
    4.3.5 计算方法及流程图  42-44
  4.4 算法的验证与算例  44-47
    4.4.1 算法的验证  44
    4.4.2 算例  44-47
  4.5 小结  47-48
第五章谐波法预测直升机旋翼旋转噪声  48-63
  5.1 载荷噪声  48-55
    5.1.1 桨盘载荷分布  49-53
    5.1.2 观察点声压  53-55
  5.2 厚度噪声  55-57
  5.3 前飞时多普勒效应  57-59
    5.3.1 关于距离S、σ和Se 的说明  58
    5.3.2 观察点处的声压描述  58-59
  5.4 旋转噪声  59
  5.5 算例  59-62
    5.5.1 谐波法计算结果  60-61
    5.5.2 两种方法计算结果对比分析  61-62
  5.6 小结  62-63
第六章全文总结  63-65
  6.1 本文的主要工作内容  63
  6.2 进一步研究工作  63-65
参考文献  65-68
致谢  68-69
在学期间的研究成果及发表的学术论文  69

直升机前飞时旋翼旋转噪声计算与分析

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