[发明专利]一种电动飞机螺旋桨噪声计算方法

说明书

本发明提出一种电动飞机螺旋桨噪声计算方法，该方法为根据电动飞机螺旋桨的结构参数建立螺旋桨的三维几何模型；采用有限元法对螺旋桨的三维几何模型的流场区域进行网格化分，得到网格化分后的螺旋桨流场；采用大涡模拟计算模型对网格化分后的螺旋桨流场的流通区域进行非定常压力脉动求解，得到桨叶表面瞬态压力分布；采用声学边界元法对声学网格模型进行声场模拟，获得螺旋桨的辐射噪声分布，该方法全面考虑了噪声的各影响因素，计算结果准确可靠；该方法可用于气动噪声频域分析等，可为有效降低螺旋桨噪声提供理论依据与技术指导。

技术领域

本发明属于螺旋桨气动噪声分析与控制技术领域，具体涉及一种电动飞机螺旋桨噪声计算方法。

背景技术

电动飞机噪声主要来源于螺旋桨。螺旋桨噪声不仅会影响机场所在地区的环境，而且螺旋桨噪声传到机舱，还会影响驾驶员与乘客乘坐舒适性；螺旋桨噪声过大诱发的声疲劳与结构振动，对飞行安全有很大影响。螺旋桨噪声主要来源于气动噪声，从噪声产生机理上研究螺旋桨噪声不仅可以在螺旋桨初步设计阶段预估其噪声值，还可为有效降低螺旋桨噪声提供理论依据与技术指导。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种电动飞机螺旋桨噪声计算方法。

一种电动飞机螺旋桨噪声计算方法，包括以下步骤：

步骤1：根据电动飞机螺旋桨的结构参数建立螺旋桨的三维几何模型；

步骤2：采用有限元法对螺旋桨的三维几何模型的流场区域进行网格化分，得到网格化分后的螺旋桨流场；

步骤3：设定网格化分后的螺旋桨流场的边界条件，采用大涡模拟计算模型对网格化分后的螺旋桨流场的流通区域进行非定常压力脉动求解，得到桨叶表面瞬态压力分布；

步骤4：将桨叶表面瞬态压力分布数据映射到声学网格模型，将该声学网络模型的非定常压力脉动网格作为结构的边界条件，将桨叶表面瞬态压力分布作为桨叶声学部分的边界条件，采用声学边界元法对声学网格模型进行声场模拟，获得螺旋桨的辐射噪声分布。

所述电动飞机螺旋桨的结构参数包括：螺旋桨桨叶数、螺旋桨直径、螺旋桨螺距、螺距比、盘面比、毂径比和叶片型值。

所述采用有限元法对螺旋桨的三维几何模型的流场区域进行网格化分，得到网格化分后的螺旋桨流场的具体过程如下：

采用非结构化四面体网格的有限元法对螺旋桨的三维几何模型的旋转区域进行网格分化，采用结构化六面体网格的有限元法对螺旋桨的三维几何模型的流通区域进行网格化分，得到网格化分后的螺旋桨流场。

所述设定的网格化分后的螺旋桨流场的边界条件包括：

流通区域的进口压力边界条件为大气压力；

螺旋桨轮廓边界类型为壁面；

流通区域的入口界面设定为压力进口；

流通区域的出口界面设定为压力出口；

旋转区域整体设定为交界面；

旋转区域流体连续区域类型设定为流体。

本发明的有益效果：

本发明提出一种电动飞机螺旋桨噪声计算方法，该方法全面考虑了噪声的各影响因素，计算结果准确可靠；该方法可用于气动噪声频域分析等，可为有效降低螺旋桨噪声提供理论依据与技术指导。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中电动飞机螺旋桨噪声计算方法的流程图；

图2为本发明具体实施方式中螺旋桨的三维几何模型

图3为本发明具体实施方式中螺旋桨的三维几何网格模型；