航空发动机气动声学计算和实验-上海商用发动机公司-2011-5

气动声学问题
起降阶段气动噪声来源
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某型150座飞机起降Βιβλιοθήκη Baidu段噪声源。
huangxun@pku.edu.cn (北京大学黄迅)
气动声学研究
2011年5月
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气动声学问题
发动机气动噪声来源
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气动声学研究
2011年5月
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气动声学问题
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气动声学问题
Outline
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. 气动声学问题 1 .. . 风扇噪声计算技术 2 .. . 气动噪声测试技术 3 .. . 建议合作课题 4 ..
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气动声学研究
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北京大学航空航天研究 . 历史 .. 北京大学成立于 1898年, 工学院复建于 2005年航空航天系于 2010 年 . 11月宣布成立。 .. . 主要正式成员 .. 黄琳：科学院院士，控制。 李存标: 系主任，杰青，湍流。 陈正：2009年普林斯顿博士，燃烧。 方岱宁：长江，材料。 黄迅：2006年南安博士，气动噪声、控制。 . .. .
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风扇噪声计算技术
Bifurcations安装效应计算
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风扇噪声计算技术
噪声控制方法计算模拟
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声衬(liner); Lobed mixer; Chevron.
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北京大学航空航天研究 . 历史 .. 北京大学成立于 1898年, 工学院复建于 2005年航空航天系于 2010 年 . 11月宣布成立。 .. . 主要正式成员 .. 黄琳：科学院院士，控制。 李存标: 系主任，杰青，湍流。 陈正：2009年普林斯顿博士，燃烧。 方岱宁：长江，材料。
气动声学研究
2011年5月
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风扇噪声计算技术
进气道风扇噪声计算设置
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风扇噪声计算技术
高阶计算格式
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2011年5月
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2020年目标
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国外从上世纪50年代起就持续研究气动噪声，已经制定了明确的下一步 设计目标，和减排、环保、低碳等热门话题也有紧密联系。
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2011年5月
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气动声学问题
国外新概念设计
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目前国外提出的新概念设计主要包括：基于对转发动机的低噪声飞 行器设计，和基于翼身融合遮蔽噪声的低噪声飞行器设计。学术界 主要研究机构包括英国Southampton大学，Cambridge大学，和美 国Virginia Tech，Penn State，MIT等。 目前气动噪声研究处在一个活跃阶段(V. L. Wells etc. Annu. Rev. Fluid. Mech. 1997.)。
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气动声学研究
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北京大学航空航天研究 . 历史 .. 北京大学成立于 1898年, 工学院复建于 2005年航空航天系于 2010 年 . 11月宣布成立。 .. . 主要正式成员 .. 黄琳：科学院院士，控制。 李存标: 系主任，杰青，湍流。 陈正：2009年普林斯顿博士，燃烧。
气动声学研究
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风扇噪声计算技术
声衬效应－近场计算
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气动声学研究
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北京大学航空航天研究 . 历史 .. 北京大学成立于 1898年, 工学院复建于 2005年航空航天系于 2010 年 . 11月宣布成立。 ..
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气动声学研究
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北京大学航空航天研究 . 历史 .. 北京大学成立于 1898年, 工学院复建于 2005年航空航天系于 2010 年 . 11月宣布成立。 .. . 主要正式成员 .. 黄琳：科学院院士，控制。
风扇噪声计算技术
排气道风扇噪声理论解－Munt (1977)
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Outlet fan noise case.
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风扇噪声计算技术
远场解－Ffowcs Williams and Hawkings (1969)
设备设施和教学 . 课题组相关设备设施 .. 高速同步采集系统：PXI模拟64通道／数字64通道；
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实时控制系统：5套控制器，全套运动控制系统；2万伏任意波形电 源； 大规模计算系统：40计算核千M网80G内存计算机一台； 全系列声学振动测试仪器：旋转／温度／声强等； 测试级麦克风16支／普通麦克风3000支／加速度计若干； 电机测试台一套；嵌入式系统56套；其他设备若干； 本部研究生工作室／昌平工学院实验室（计划为消声室） 。 . .. . . . 教学 .. 本科生：电路电子学基础；飞行器控制仿真；研究生：噪声主动控制； 气动声学。 . .. .
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气动声学研究
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风扇噪声计算技术
进一步问题
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计算速度如何提高：自适应网格（动画） ； 计算稳定性：改变计算模型；
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风扇噪声计算技术
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基础理论研究
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(c) 圆盘（李）
(d) 哺乳动物声定位（黄）
重在基础、前沿、提出独立思想，进而解决实际问题。
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气动声学研究
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黄迅课题组简介 09年开张，两个研究方向：气动噪声；飞行器流动和控制。团队成员有
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(e) 徐 (f) 魏庆 (g) Igor 驰， 硕 凯， 直 Vino士生 博 gradov， 博士后
(h) 白 龙，(i) 季 建 (j) 钟 思 硕博 朝，讲师 阳，硕博
外聘助研、实验技术员、高年级本科生等。博士点合作教授5人（控制、 流体、声学、测试） 。
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进一步问题
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计算速度如何提高：自适应网格（动画） ； 计算稳定性：改变计算模型； 安装效应和噪声控制。
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气动声学研究
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风扇噪声计算技术
发动机安装效应之一
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气动声学研究
气动声学问题
一个极限例子
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”I had the privilege to fly once in an Air France Concord. The most noteworthy thing was that it was not really any different from any other aircraft. The cabin noise was quite normal.” 上面这段话告诉我们即使在超音速巡航的协和飞机上，客舱噪声仍然没 有明显好于普通的亚音速客机。
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气动声学研究
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北京大学航空航天研究 . 历史 .. 北京大学成立于 1898年, 工学院复建于 2005年航空航天系于 2010 年 . 11月宣布成立。 .. . 主要正式成员 .. 黄琳：科学院院士，控制。 李存标: 系主任，杰青，湍流。 陈正：2009年普林斯顿博士，燃烧。 方岱宁：长江，材料。 黄迅：2006年南安博士，气动噪声、控制。 周超：2010年剑桥博士，航空发动机。 . .. 更多细节请访问系网站： http://aero.pku.edu.cn
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气动声学问题
起降噪声
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目前国际上普遍关注的是起降阶段的气动噪声设计问题，对航空公司来 说起降噪声直接影响航班配额。
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风扇噪声计算技术
近场计算结果
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动画演示。
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风扇噪声计算技术
进一步问题
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计算速度如何提高：自适应网格（动画） ；
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北京大学航空航天研究 . 历史 .. 北京大学成立于 1898年, 工学院复建于 2005年航空航天系于 2010 年 . 11月宣布成立。 .. . 主要正式成员 .. 黄琳：科学院院士，控制。 李存标: 系主任，杰青，湍流。
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风扇噪声计算技术
发动机安装效应之二
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Bifurcations安装效应计算
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航空发动机气动声学 计算和实验
黄迅
北京大学工学院 航空航天系／力学系
上海商用发动机公司
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北京大学航空航天研究 . 历史 .. 北京大学成立于 1898年, . ..
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风扇噪声计算技术
声源－Tyler-Sofrin (1961)
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气动声学研究
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风扇噪声计算技术
进气道风扇噪声理论解－Homicz-Lordi (1975)
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Intake fan noise case.
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气动声学问题
气动噪声关注问题
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(k) 降低巡航噪声？
(l) 尤其是降低舱内噪声吗？
实际上国际上气动噪声领域目前的研究热点不在巡航段舱内噪声降低上， 后者受各种因素影响，包括飞行器材料特性、客舱内部声环境、发动机 噪声、机身湍流噪声、空调系统设计等。
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演讲大纲
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. 气动声学问题 1 .. . 风扇噪声计算技术 2 .. . 气动噪声测试技术 3 .. . 建议合作课题 4 ..
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气动声学研究
huangxun@pku.edu.cn (北京大学黄迅) 气动声学研究 2011年5月
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航空航天研究项目
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前身之一，力学系，在航空航天的力学基础理论方面有超过50年研 究历史。 目前两个系有近20名教员在航空航天方面研究十分活跃。
(a) 下一代飞行器艺术想象
(b) 气动声学实验