苍鹰翼尾缘结构的单元仿生叶片降噪机理研究

刘小民 汤虎 王星 席光 高德康

摘要：利用逆向工程方法提取苍鹰尾缘非光滑形态的降噪特征元素，由此建立了仿生叶片结构模型；采用基于Smagorinsky亚格子应力模型的大涡模拟，结合基于Lighthill声类比的Fw-H方程，分别对仿生尾缘锯齿叶片和标准叶片的流道模型进行了三维流场及声场的数值计算；通过分析仿生齿形结构对叶尾迹流场的影响，研究了仿生尾缘齿形结构的气流噪声控制机理．结果表明：仿生尾缘锯齿结构叶片的总A计权声压级比标准叶片降低了9.8 dB；叶片尾缘锯齿结构可以改变流场噪声峰值的分布规律．从而降低了噪声峰值，且大部分频率范围内的气动噪声均有所降低：仿生尾缘锯齿结构可以改变各截面尾迹涡的脱落位置，从而增大了涡心之间的距离，抑制了脱落涡对尾迹流动的扰动，进而减小了叶片表面的非定常压力脉动和尾迹涡引起的气动噪声。