蒼鷹翼尾緣結構的單元仿生葉片降噪機理研究

劉小民 湯虎 王星 席光 高德康

摘要：利用逆向工程方法提取蒼鷹尾緣非光滑形態的降噪特征元素，由此建立了仿生葉片結構模型；采用基于Smagorinsky亞格子應力模型的大渦模擬，結合基于Lighthill聲類比的Fw-H方程，分別對仿生尾緣鋸齒葉片和標準葉片的流道模型進行了三維流場及聲場的數值計算；通過分析仿生齒形結構對葉尾跡流場的影響，研究了仿生尾緣齒形結構的氣流噪聲控制機理．結果表明：仿生尾緣鋸齒結構葉片的總A計權聲壓級比標準葉片降低了9.8 dB；葉片尾緣鋸齒結構可以改變流場噪聲峰值的分布規律．從而降低了噪聲峰值，且大部分頻率范圍內的氣動噪聲均有所降低：仿生尾緣鋸齒結構可以改變各截面尾跡渦的脫落位置，從而增大了渦心之間的距離，抑制了脫落渦對尾跡流動的擾動，進而減小了葉片表面的非定常壓力脈動和尾跡渦引起的氣動噪聲。