采用阻尼网数值模型和改进的延迟脱落涡(IDDES)湍流模拟方法,计算了阻尼网用于控制圆柱流动和噪声的场景,研究了阻尼网的控制机理和规律。计算中,阻尼网呈圆弧形,放置于圆柱之前,探索了不同开孔率的影响。阻尼网能够通过影响圆柱的分离区和涡脱特性来影响振动和噪声辐射。开孔率为0.55时,阻尼网可以消除由圆柱涡脱引起的主导频率振动,极大降低下游尾迹区的湍流脉动,无量纲湍动能最大值从0.19降到0.09。在远场噪声方面,该阻尼网能在90°方向降低总声压级3.5 dB。

采用基于运动嵌套网格的CFD方法计算了倾转旋翼机直升机状态和过渡状态下的流场,研究了在小速度前飞下的尾迹涡演化和其对平尾气动力的影响。直升机状态下,前飞速度≤4 m/s时,旋翼尾迹主要在机翼附近,与机翼干扰形成喷泉效应,但对平尾无影响。随着前飞速度增大,喷泉效应与自由来流的综合作用形成喷泉涡,喷泉涡产生于机翼上表面,呈流向涡形式向下游输运,从平尾上方通过。前飞速度进一步增大(≥16 m/s),产生于桨盘边缘的旋翼尾迹侧缘涡开始增强,从平尾侧边通过,并在平尾附近的流动中占据主导地位。喷泉涡和侧缘涡均在平尾处产生上洗流动,使平尾产生低头力矩。从直升机状态到固定翼状态,旋翼尾迹侧缘涡逐渐减弱,对平尾的影响也减弱。

直升机在军用和民用领域发挥着越来越重要的作用,新的旋翼技术和构型不断出现,对直升机噪声研究需不断深入和更新。本文首先概述了旋翼(尾桨)的噪声产生机理和传播规律,并扩展到存在复杂气动或噪声干扰的共轴刚性旋翼高速直升机和倾转旋翼机;接下来介绍了直升机飞行噪声测量进展,已发展成多种测量方式作为降噪设计的验证和评估手段;然后综述了降噪设计技术的发展现状旋翼被动降噪技术已在直升机领域得到大量应用,直升机噪声水平稳步降低;变转速控制技术和低噪声轨迹优化技术逐渐走向成熟;旋翼主动降噪技术更多地停留在实验室阶段,尚需在驱动装置、控制规律等方面开展进一步研究。最后总结了直升机降噪设计现状,并展望了未来发展方向。