close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

...в расписании занятий на 16.03.2015 ( понедельник );pdf

код для вставкиСкачать
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
ПО ОЦЕНКЕ ВЛИЯНИЯ ФОРМЫ
ЛОПАСТИ НЕСУЩЕГО ВИНТА
ВЕРТОЛЕТА НА УРОВЕНЬ ШУМА В
ДАЛЬНЕМ ПОЛЕ
В.А. Ивчин (МВЗ им. М.Л. Миля)
Рыжов А.А., В.Г. Судаков, (ЦАГИ)
Вычислительный эксперимент в аэроакустике (CEAA-2014)
22–27 сентября 2014, г. Светлогорск
Содержание
•
•
•
•
•
•
•
•
Цель работы
Постановка задачи
Топология расчетной сетки
Конфигурация исследуемых лопастей
Сравнение результатов расчетов с летным экспериментом
Сравнение лопастей винтов вертолета Ми-171А2
Сравнение лопастей винтов скоростного вертолета ПСВ
Выводы
Цель работы
Оценка влияния формы лопасти в плане на уровень шума в
удаленном поле для двух вариантов несущих винтов с
двумя вариантами лопастей:
1. Несущий винт вертолета Ми-38
• прямоугольная, серийная лопасть Ми-8, профиль NACA-230;
• лопасть со стреловидной законцовкой и новым набором
профилей ЦАГИ 4 поколения.
2. Несущий винт перспективного скоростного вертолета ПСВ
• прямоугольная, лопасть Ми-24, профиль NACA-230;
• лопасть с законцовкой типа “BERP” и новым набором
профилей ЦАГИ 5 поколения.
Постановка задачи
• Уравнения Рейнольдса (RANS)
• Модель турбулентности Спалара-Аллмараса (SA)
• Пограничный слой полностью турбулентный
• Лопасть винта на режиме висения рассматривается
во вращающейся системе координат с угловой
скоростью w, где течение стационарно
• Задача решается в пакете Fluent
Классификация шума от несущего винта:
1. Шум из-за вращения лопастей ()
2. Импульсный шум при высокоскоростных
режимах полета ()
3. Широкополосный шум
4. Импульсный шум при взаимодействии
лопасти с вихрем
В данной постановке определяются 1 и 2
составляющие шума несущего винта
Многоблочная структурированная
расчетная сетка, 5 млн. ячеек
пятилопастной винт
Периодичность
Многоблочная
топология во всей
расчетной области
О - топология в следе за
лопастью
Структурированная расчетная сетка
Y+ <1
Многоблочная структурированная
расчетная сетка
Конфигурация исследуемых лопастей
Вертолет Ми-171А2, RНВ=10.65 м; w=20.5 с-1
Скоростной вертолет (ПСВ), RНВ=8.65 м; w=25 с-1
Сравнение результатов расчета с
летным экспериментом
Распределение давления по поверхности серийной лопасти
винта вертолета Ми-8 на расчетном режиме
Точки, в которых производилось измерение
звукового давления
шум
ω
L=60 м
H=7м
L=100 м
H=8.5м
L=150 м
L=200 м
H=11.5м
Спектральный анализ звукового давления
серийного винта вертолета Ми-8; Мв = 11100 кг
100
90
80
H=7,
L=150
H=8.5, L=150
H=11.5, L=150
SPL
70
60
50
40
30
20
10
0
100
200
300
F, Hz
400
500
600
Суммарный уровень звукового давления в
расчетных точках, заданных в соответствии с
требованиями АП-36 для вертолета
Ми-171А2 с серийным винтом; Мв = 11100 кг
H=7.0 м
H=8.5 м
H=11.5 м
L=60 м
91 дБ
91 дБ
91 дБ
L=100 м
86 дБ
86 дБ
86 дБ
L=150 м
81 дБ
82 дБ
82 дБ
L=200 м
79 дБ
79 дБ
79 дБ
Сравнение с результатами эксперимента вертолета
Ми-8
Удаленность,
м
Ми-8,
эксперимент, дБ
Ми-8,
расчет, дБ
60
100
150
94..108
90..105
87..101
91
86
82
200
84..98
79
Эксперимент - вертолет
Расчет – только винт
Вывод: Результаты расчетов удовлетворительно сходятся с
данными летных испытаний для дальнейшей
сравнительной оценки уровня шума между лопастями
различной геометрии
Сравнение лопастей винтов
вертолета Ми-171А2
Распределение давления по поверхности новой лопасти винта
вертолета Ми-171А2г на расчетном режиме
Спектральный анализ звукового давления винта
вертолета Ми-171А2 с новой лопастью; Мв = 11100 кг
90
80
70
H=7,
L=150
H=8.5, L=150
H=11.5, L=150
SPL
60
50
40
30
20
10
0
100
200
F, Hz
300
Суммарный уровень звукового давления в
расчетных точках, для винта вертолета
Ми-171А2 с новой лопастью; Мв = 11100 кг
H=7.0 м
H=8.5 м
H=11.5 м
L=60 м
86 дБ
87 дБ
88 дБ
L=100 м
81 дБ
81 дБ
82 дБ
L=150 м
77 дБ
77 дБ
78 дБ
L=200 м
75 дБ
75 дБ
75 дБ
Сравнение спектрального анализа звукового
давления несущего винта вертолета Ми-171А2 с
двумя конфигурациями лопастей
90
80
70
H=8.5, L=150
Mi 38
Mi 8
SPL
60
50
40
30
20
10
0
100
200
F, Hz
300
Сравнение лопастей винтов
скоростного вертолета (ПСВ)
Распределение давления по поверхности лопасти винта
вертолета Ми-24 на расчетном режиме
Спектральный анализ звукового давления
лопасти вертолета Ми-24
Суммарный уровень звукового давления в
расчетных точках, для лопасти вертолета Ми-24
H=7.0 м
H=8.5 м
H=11.5 м
L=60 м
89.6 дБ
89.8 дБ
90.4 дБ
L=100 м
84.8 дБ
85.0 дБ
85.2 дБ
L=150 м
81.0 дБ
81.2 дБ
81.4 дБ
L=200 м
78.4 дБ
78.5 дБ
78.7 дБ
Распределение давления по поверхности новой
лопасти винта вертолета ПСВ на расчетном
режиме
Спектральный анализ звукового давления
лопасти скоростного вертолета ПСВ
100
90
80
H=7,
L=150
H=8.5, L=150
H=11.5, L=150
SPL
70
60
50
40
30
20
0
100
200
300
F, Hz
400
500
600
Суммарный уровень звукового давления в
расчетных точках, для лопасти скоростного
вертолета ПСВ
H=7.0 м
H=8.5 м
H=11.5 м
L=60 м
87 дБ
87.2 дБ
88 дБ
L=100 м
83 дБ
83 дБ
83 дБ
L=150 м
79 дБ
79 дБ
79 дБ
L=200 м
76 дБ
76 дБ
76 дБ
Сравнение уровня звукового давления несущего
винта скоростного вертолета ПСВ; H=11.5 м
SPL Уровень звукового давления, дБ
92
ПСВ
90
Ми-24
88
86
84
82
80
78
76
74
0
50
100
150
Дистанция, м
200
250
Суммарные результаты исследований
RНВ=10.65 м; w=20.5 с-1
RНВ=8.65 м; w=25 с-1
ВЫВОДЫ
• Показано, что примененная методика позволяет
проводить вычислительный эксперимент по
сравнительной оценке уровня шума разных компоновок
лопастей несущего винта вертолета
• Проведены расчеты уровня шума в удаленном поле для
двух вертолетов, имеющих разную частоту вращения
винтов: Ми-171А2 и перспективного скоростного
вертолета ПСВ
• Получено, что перспективные аэродинамические
компоновки лопасти создают в удаленном поле
меньший уровень шума на 3…4 дБ по сравнению с
традиционной, прямоугольной формой.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа