[发明专利]一种直升机旋翼厚度噪声的预测方法及系统

说明书

本发明公开一种直升机旋翼厚度噪声的预测方法及系统，涉及气动噪声技术领域，方法包括：对直升机旋翼桨叶进行面元网格划分，得到稀疏网格和密集网格；对稀疏网格的厚度噪声声压峰值进行计算，得到第一厚度噪声声压峰值；对密集网络的厚度噪声声压峰值进行计算，得到第二厚度噪声声压峰值；根据第一厚度噪声声压峰值和第二厚度噪声声压峰值确定放大因子；将放大因子与Farassat 1A公式中的厚度噪声计算公式结合，得到结合后的公式；利用结合后的公式对稀疏网格计算厚度噪声，得到目标飞行任务下的直升机旋翼厚度噪声。本发明能实现直升机旋翼厚度噪声的高效计算。

技术领域

本发明涉及气动噪声技术领域，特别是涉及一种直升机旋翼厚度噪声的预测方法及系统。

背景技术

直升机具有垂直起降、低空飞行的特点，在民用和军用领域都有广泛的应用。然而高噪声是直升机明显的缺点，从而一定程度上限制了直升机应用。在民用领域，人口密集处进行作业时会产生严重的噪声污染，影响居民生活；在军事领域，直升机在低空飞行时可有效规避雷达探测，而声隐身的能力便显得尤为重要。因此，在直升机发展过程中，各国研究者一直在对噪声进行研究。大量研究表明，通过控制直升机飞行轨迹可以有效地减小目标位置的噪声声压级。

目前旋翼厚度噪声的计算是通过对旋翼桨叶划分较精细的网格，提高计算的精度，然后依据Farassat 1A(F1A)公式计算厚度噪声。单个声源点到单个观测点的噪声计算是一个简单的过程。但是针对直升机旋翼运动方式复杂，旋翼运动过程需要进行离散，且时间间隔越小，计算过程越准确；需要将旋翼桨叶表面离散成大量的声源点，即面元网格；并且计算噪声时需要的是整个空间的噪声分布，因而噪声观测点的数量级也是比较大的。由此可知，在整个旋翼噪声的计算过程中，计算量是非常大的。

在定常状态下的旋翼运动具有周期性，只需要计算一个周期。这种情况下使用之前的方法，计算时间还是可以接受的。但是针对机动飞行状态，不具有周期性，或是飞行任务时间较长，测量声场面积较大的情况，在计算噪声时，整个计算量将非常庞大，计算时间无法接受。

此外，开展直升机的噪声实时预测的研究也是直升机噪声研究的必然方向，同时也是重点和难点。这种实时预测对于噪声计算的速度要求将会更高，目前的方法的计算速度完全无法满足。因此，如何提高直升机旋翼厚度噪声计算的效率是很有必要进行研究的。

发明内容

本发明的目的是提供一种直升机旋翼厚度噪声的预测方法及系统，以实现直升机旋翼厚度噪声的高效计算。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种直升机旋翼厚度噪声的预测方法，所述方法包括：

对直升机旋翼桨叶进行面元网格划分，得到稀疏网格和密集网格；所述稀疏网格的弦向网格数至少为2；所述密集网格的弦向网格数至少为20；

对所述稀疏网格的厚度噪声声压峰值进行计算，得到第一厚度噪声声压峰值；

对所述密集网络的厚度噪声声压峰值进行计算，得到第二厚度噪声声压峰值；

根据所述第一厚度噪声声压峰值和所述第二厚度噪声声压峰值确定放大因子；

将所述放大因子与Farassat 1A公式中的厚度噪声计算公式结合，得到结合后的公式；

利用所述结合后的公式对所述稀疏网格计算厚度噪声，得到目标飞行任务下的直升机旋翼厚度噪声。

可选地，所述根据所述第一厚度噪声声压峰值和所述第二厚度噪声声压峰值确定放大因子，具体包括：

将所述第二厚度噪声声压峰值与所述第一厚度噪声声压峰值的比值作为放大因子。