Исследование акустических и аэродинамических характеристик гофрированных сопел

Копьев В. Ф.; Храмцов И. В.; Черенкова Е. С.; Зайцев М. Ю.; Берсенев Ю. В.; Ершов В. В.; Кустов О. Ю.; Бульбович Р. В.

doi:10.31857/S0320791923600397

Исследование акустических и аэродинамических характеристик гофрированных сопел

Авторы: Копьев В.Ф.¹, Храмцов И.В.², Черенкова Е.С.², Зайцев М.Ю.¹, Берсенев Ю.В.¹, Ершов В.В.², Кустов О.Ю.², Бульбович Р.В.²
Учреждения:
1. ФАУ ЦАГИ, Научно-исследовательский Московский комплекс ЦАГИ
2. Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Выпуск: Том 69, № 6 (2023)
Страницы: 737-744
Раздел: АТМОСФЕРНАЯ И АЭРОАКУСТИКА
URL: https://journals.rcsi.science/0320-7919/article/view/233402
DOI: https://doi.org/10.31857/S0320791923600397
EDN: https://elibrary.ru/BAWBXC
ID: 233402

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Приводятся результаты исследования снижения шума дозвуковой турбулентной струи за счет использования гофрированной формы сечения сопла. Рассматривались гофрированные сопла с числом гофров от 6 до 12 различной высоты. Эксперименты проводились в двух заглушенных камерах: заглушенной камере с аэродинамическими источниками шума Лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ПНИПУ и заглушенной камере с потоком АК-2 ЦАГИ. Звуковое поле дозвуковой струи, истекающей из гофрированного сопла, сравнивалось со звуковым полем эквивалентной круглой струи. В работе демонстрируются способы расширения частотного диапазона, в котором достигается снижение шума струй при использовании гофрированных сопел. Приводится оценка потерь тяги в гофрированных соплах на основе RANS расчета.

Ключевые слова

аэроакустика, шум струи, турбулентная струя, гофрированная форма сопла, заглушенная камера, потери тяги

Список литературы

Leylekian L., Lebrun M., Lempereur P. An overview of aircraft noise reduction technologies // J. Aerospace Lab. 2014. V. 7. P. 1–15.
Lighthill M.J. On sound generated aerodynamically. I. General theory // Proc. R. Soc. Lond. A. 1952. V. 211. № 1107. P. 564–587.
Lighthill M.J. On sound generated aerodynamically: II. Turbulence as a source of sound // Proc. R. Soc. Lond. A. 1954. V. 222. P. 1–32.
Кузнецов В.М. Основы теории шума турбулентных струй. М.: Физматлит, 2008. 240 с.
Алексенцев А.А., Бекурин Д.Б., Власов Е.В., Иноземцев А.А., Лаврухин Г.Н., Падучев А.П., Умпелева О.А. Исследование характеристик сопла ТРДД с регулируемыми шевронами // Ученые записки ЦАГИ. 2009. № 6.
Копьев В.Ф., Зайцев М.Ю., Остриков Н.Н. Снижение шума дозвуковой струи за счет гофрированной формы сопла // Акуст. журн. 2013. Т. 59. С. 232–234.
Bridges J., Brown C.A. Parametric testing of chevrons on single flow hot jets // Proceedings of the 10th Aeroacoustics Conference, Manchester, UK, 2004. 2824 p.
Ershov V.V., Khramtsov I.V. Study of the Position of Sound Sources in a Turbulent Jet Using Nozzles of Different Configurations // MATEC Web of Conferences. 2020. V. 320. P. 00027.
Lyu B., Dowling A.P. An experimental study of the effects of lobed nozzles on installed jet noise // Exp. Fluids. 2019. V. 60. P. 1–12.
Кузнецов В.М. Эффективность методов снижения шума реактивных струй пассажирских самолетов // Акуст. журн. 2010. Т. 56. № 1. С. 91–102.
Лаврухин Г.Н. Аэрогазодинамика реактивных сопел. Т. I. Внутренние характеристики сопел. М.: Физматлит, 2003. 375 с.
Vlasov E.V., Ginevskii A.S., Karavosov R.K., Makarenko T.M., Nalivaiko A.G. Decrease in the noise of a subsonic turbulent jet ejected from a ring nozzle with longitudinal slots // J. Eng. Phys. Thermophys. 2006. V. 79. № 3. P. 503–505.
Vlasenko V., Bosniakov S., Mikhailov S., Morozov A., Trohin A. Computational approach for investigation of thrust and acoustic performances of present-day nozzles // Prog Aerosp Sci. 2010. V. 46. P. 141–197.
Браилко И.А., Крашенинников С.Ю. Исследование аэродинамических характеристик шевронных сопел на основе численного расчета течения // МЖГ. 2005. № 2. С. 76–88.
Krasheninnikov S.Ju., Mironov A.K., Pavlyukov E.V., Shenkin A.V., Zhitenev V.K. Mixer-ejector nozzles: acoustic and thrust characteristics // Int. J. Aeroacoustics. 2005. V. 4(3). P. 267-288.
Лаврухин Г.Н., Талызин В.А. Экспериментальные исследования сопел до- и сверхзвуковых самолетов // Ученые записки ЦАГИ. 2014. Т. 45. № 5. С. 18–32.
Горбовской В.С., Кажан А.В., Кажан В.Г., Шенкин А.В. Исследования тяговых характеристик сопла сверхзвукового пассажирского самолета с помощью методов вычислительной газовой динамики // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 4. С. 7–16.
Копьев В.Ф., Пальчиковский В.В., Беляев И.В., Берсенев Ю.В., Макашов С.Ю., Храмцов И.В., Корин И.А., Сорокин Е.В., Кустов О.Ю. Создание заглушенной установки для аэроакустических экспериментов и исследование ее акустических характеристик // Акуст. журн. 2017. Т. 63. № 1. С. 114–126.
Khramtsov I.V., Cherenkova E.S., Palchikovskiy V.V., Kustov O.Yu. On applicability of additive technology in producing nozzles for jet noise investigations // Akustika. 2019. V. 34. P. 180–184.