Влияние закругления конца лопасти на уровень шума взаимодействия вихрь-лопасть

Abstract

Представлено решение задачи о генерации BVI-шума лопастью ротора, видоизмененной на конце. Рассмотрены два различных варианта сужения конца лопасти. На основе модели идеального сжимаемого газа получены аэродинамические характеристики течения, с использованием которых решена система уравнений аэроакустики в терминах звукового потенциала и пульсаций плотности в звуковой волне. Обнаружено, что для лопасти, закругленной по параболе, удается существенно, на (10...15) dB, снизить шум, обусловленный взаимодействием лопасти и концевого вихря. При этом энергия звука распределена по поверхности лопасти более плавно, чем у незакругленной лопасти. Для лопасти, усеченной по прямой, в угловых точках в ряде расчетных ситуаций возникают резкие всплески пульсаций акустической плотности, приводящие к нерегулярности решения в этой области.

Представлено розв'язок задачі про генерацію BVI-шуму лопаттю ротора, видозміненою на кінці. Розглянуто два різних варіанти звуження кінця лопаті. На основі моделі ідеального стисливого газу отримані аеродинамічні характеристики течії, з використанням яких розв'язано систему рівнянь аероакустики в термінах звукового потенціалу та пульсацій густини у звуковій хвилі. Виявлено, що для лопаті, закругленої по параболі, вдається істотно, на (10...15) dB, знизити шум, обумовлений взаємодією лопаті й прикінцевого вихору. При цьому енергія звуку розподілена по поверхні лопаті більш плавно, ніж у незаокругленої лопаті. Для лопаті, відсіченої по прямій, у кутових точках в ряді розрахункових ситуацій виникають різкі сплески пульсацій акустичної густини, які призводять до нерегулярності розв'язку в цій області.

This paper deals with a problem on BVI-noise generation by a tip-modified rotor blade. Two different cases of blade tip truncation are considered. On the base of the model of inviscid compressible gas, the flow aerodynamical characteristics are obtained and used in further for solving the system of aeroacoustic equations in terms of the acoustic potential and density fluctuations in the sound wave. For a parabolic-truncated tip of the blade, the essential, (10...15) dB, reduction of the vortex-blade interaction noise is discovered. In this case, the acoustic energy demonstrates more smooth distribution over the blade surface then that at non-rounded truncation. In many calculations, for blades truncated with a straight line, the sharp spikes of acoustic density in the vicinity of the angular points emerge. This leads to solution irregularity in mentioned domains.