Об эволюции системы ударных волн, создаваемых лопатками вентилятора двигателя

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Одним из источников шума современного авиационного двигателя является вентилятор. Шум вентилятора особенно существенен на взлетном режиме при больших угловых скоростях вращения. На таких режимах реализуется сверхзвуковое обтекание лопаток вентилятора, что приводит к образованию ударных волн, которые распространяются вверх по потоку до выхода из канала двигателя. В результате этого в переднюю полусферу излучается специфический шум, состоящий из ряда гармоник, кратных частоте вращения вентилятора. В работе проводится анализ описанного эффекта на основе простой модели распространения системы ударных волн. На основании энергетического подхода показано, что система ударных волн с равными по амплитуде скачками затухает наиболее быстро.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. А. Юдин

ФАУ ЦАГИ, Научно-исследовательский Московский комплекс ЦАГИ

Автор, ответственный за переписку.
Email: mikleudin@ya.ru
Россия, ул. Радио 17, Москва, 105005

В. Ф. Копьев

ФАУ ЦАГИ, Научно-исследовательский Московский комплекс ЦАГИ

Email: mikleudin@ya.ru
Россия, ул. Радио 17, Москва, 105005

С. А. Чернышев

ФАУ ЦАГИ, Научно-исследовательский Московский комплекс ЦАГИ

Email: mikleudin@ya.ru
Россия, ул. Радио 17, Москва, 105005

Г. А. Фараносов

ФАУ ЦАГИ, Научно-исследовательский Московский комплекс ЦАГИ

Email: mikleudin@ya.ru
Россия, ул. Радио 17, Москва, 105005

М. А. Демьянов

ФАУ ЦАГИ, Научно-исследовательский Московский комплекс ЦАГИ

Email: mikleudin@ya.ru
Россия, ул. Радио 17, Москва, 105005

О. П. Бычков

ФАУ ЦАГИ, Научно-исследовательский Московский комплекс ЦАГИ

Email: mikleudin@ya.ru
Россия, ул. Радио 17, Москва, 105005

Список литературы

  1. Hawkings D. Multiple tone generation by transonic compressors // J. Sound Vib. 1971. V. 17. № 2. P. 241–250.
  2. Голдстейн М.Е. Аэроакустика. М.: Машиностроение, 1981. 294 с.
  3. Гусев В.А., Руденко О.В. Усиление действия интенсивного фокусированного ультразвука (HIFU) при специальной пространственно-временной модуляции // Акуст. журн. 2013. Т. 59. № 1. С. 52−57.
  4. Руденко О.В., Маков Ю.Н. Звуковой удар: от физики нелинейных волн до акустической экологии // Акуст. журн. 2021. Т. 67. № 1. С. 3−30.
  5. Бахтин В.К., Гурбатов С.Н., Дерябин М.С., Касьянов Д.А. Об особенностях трансформации профиля акустических нелинейных волн, отражаемых от ступенчатой структуры // Акуст. журн. 2023. Т. 69. № 3. С. 295−303.
  6. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. VI. Гидродинамика. М.: Наука, 1986. 736 с.
  7. Fisher M.J., Tester B.J. and Schwaller P.J.G. Supersonic fan tone noise prediction // AIAA Aeroacoustics conf., Toulouse, 1998.
  8. McAlpine A. and Fisher M.J. On the prediction of "buzz-saw" noise in aero-engine inlet ducts // J. Sound Vib. 2001. V. 248. № 1. P. 123−149.
  9. McAlpine A. and Fisher M.J. On the prediction of "buzz-saw" noise in acoustically lined aero-engine inlet ducts // J. Sound Vib. 2003. V. 265. P. 175−200.
  10. McAlpine A., Fisher M.J., Tester B.J. "Buzz-saw" noise: A comparison of measurement with prediction // J. Sound Vib. 2006. 290. P. 1202−1233.
  11. Stratford B.S. and Newby D.R. A new look at the generation of buzz-saw noise // AIAA Aeroacoustics conf., Atlanta, 1977.
  12. Morfey C.L. and Fisher M.J. Shock-Wave Radiation from a Supersonic Ducted Rotor // The Aeronautical Journal of the Royal Aeronautical Society. 1970. V. 74. P. 579–585.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема течения около концов лопаток, обтекаемых со сверхзвуковой скоростью M = Mₐ²+Mₐ² >1 , где Mₐ и Mτ – аксиальное и тангенциальное число Маха, соответственно.

Скачать (123KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Регулярная система скачков уплотнения (λ)— расстояние между скачками).

Скачать (102KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схематическое изображение процесса слияния ударных волн.

Скачать (22KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Сравнение аналитического и численного решений.

Скачать (136KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Эволюция спектра регулярной системы волн (N – номер гармоники с частотой Nω₀, ω₀ = 2π/T, T – период вращения вентилятора).

Скачать (120KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Эволюция системы с одним отличающимся скачком.

Скачать (177KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Эволюция спектра системы с одним отличающимся скачком, красным цветом подсвечены гармоники на частоте следования лопаток.

Скачать (187KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Схема расположения соседних профилей в модельной решетке. L — хорда профиля. Пунктиром показан профиль под углом атаки α.

Скачать (47KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Схема расчетной области.

Скачать (68KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Результаты расчета поля давления для регулярной решетки профилей: (а) — сетка 1; (б) — сетка 2; (в) — распределение возмущений давления вдоль линии распространения для сетки 1 (линия 1), для сетки 2 (линия 2) и амплитуда ударных волн для одномерной модели (линия 3).

Скачать (288KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Поле давления, полученное в результате расчета двумерной нерегулярной решетки профилей, и линии анализа данных.

Скачать (113KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Сравнение данных численного моделирования (кривая 1) и расчетов по одномерной модели (кривая 2).

Скачать (407KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».