On the evolution of the shock waves systems created by the fan blades

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Fan is one of the noise sources in a modern engine. The fan noise is especially noticeable during takeoff at high angular rotation speeds. In such operating modes, supersonic flow around the tips of the fan blades is realized, which leads to the formation of shock waves that propagate upstream until they exit of the engine channel. As a result, a specific noise is emitted into the front hemisphere, consisting of harmonics that are multiples of the fan rotation frequency. The paper analyzes the described effect based on a simple model of the propagation of a shock waves system. By using energy analysis, it is shown that the system of shock waves with equal amplitude decays faster than a system of shock waves with a spread in amplitude.

Негізгі сөздер

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

M. Yudin

FAU TsAGI, Research Moscow Complex TsAGI

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: mikleudin@ya.ru
Ресей, st. Radio 17, Moscow, 105005

V. Kopiev

FAU TsAGI, Research Moscow Complex TsAGI

Email: mikleudin@ya.ru
Ресей, st. Radio 17, Moscow, 105005

S. Chernyshev

FAU TsAGI, Research Moscow Complex TsAGI

Email: mikleudin@ya.ru
Ресей, st. Radio 17, Moscow, 105005

G. Faranosov

FAU TsAGI, Research Moscow Complex TsAGI

Email: mikleudin@ya.ru
Ресей, st. Radio 17, Moscow, 105005

M. Demyanov

FAU TsAGI, Research Moscow Complex TsAGI

Email: mikleudin@ya.ru
Ресей, st. Radio 17, Moscow, 105005

O. Bychkov

FAU TsAGI, Research Moscow Complex TsAGI

Email: mikleudin@ya.ru
Ресей, st. Radio 17, Moscow, 105005

Әдебиет тізімі

  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.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Flow diagram near the tips of blades flown at supersonic speed M = Mₐ²+Mₐ² >1 , where Mₐ and Mτ are the axial and tangential Mach numbers, respectively.

Жүктеу (123KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Regular system of shock waves (λ) is the distance between shocks).

Жүктеу (102KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Schematic representation of the shock wave merging process.

Жүктеу (22KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Comparison of analytical and numerical solutions.

Жүктеу (136KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Evolution of the spectrum of a regular wave system (N is the harmonic number with frequency Nω₀, ω₀ = 2π/T, T is the fan rotation period).

Жүктеу (120KB)
Метадеректер
7. Fig. 6. Evolution of a system with one distinct jump.

Жүктеу (177KB)
Метадеректер
8. Fig. 7. Evolution of the spectrum of the system with one different jump, harmonics at the blade following frequency are highlighted in red.

Жүктеу (187KB)
Метадеректер
9. Fig. 8. Layout of adjacent profiles in the model grid. L is the profile chord. The dotted line shows the profile at the angle of attack α.

Жүктеу (47KB)
Метадеректер
10. Fig. 9. Scheme of the computational domain.

Жүктеу (68KB)
Метадеректер
11. Fig. 10. Results of calculating the pressure field for a regular grid of profiles: (a) — grid 1; (b) — grid 2; (c) — distribution of pressure disturbances along the propagation line for grid 1 (line 1), for grid 2 (line 2) and the amplitude of shock waves for a one-dimensional model (line 3).

Жүктеу (288KB)
Метадеректер
12. Fig. 11. Pressure field obtained as a result of calculating a two-dimensional irregular grid of profiles, and data analysis lines.

Жүктеу (113KB)
Метадеректер
13. Fig. 12. Comparison of numerical simulation data (curve 1) and calculations using a one-dimensional model (curve 2).

Жүктеу (407KB)
Метадеректер

© The Russian Academy of Sciences, 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».