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数値空力音響解析による航空機エンジン騒音の伝播に関する研究

利用数值气动声学分析研究飞机发动机噪声传播

基本信息

批准号：
13J09225
负责人：
福島裕馬
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J09225/
关键词：
数値流体力学空力音響解析騒音エンジン騒音

项目摘要

本研究の目的は，直交格子に基づく騒音伝播解析ソルバーを構築し，実際の航空機に近い状態でエンジンから発生する騒音の伝播を流れ場も含めて解析することである．本年度は，構築したソルバーでの低騒音航空機形態の最適化，乱流騒音解析手法の高度化，フラップ，スラットなどの高揚力装置を展開させた航空機に対する騒音伝播解析の三つを行った．まず，構築したソルバーでの低騒音航空機形態の最適化を行った．対象とした低騒音航空機形態はエンジンナセルを主翼上面に取り付けたOver-the-Wing Nacelle形態であり，これに関する設計探査は昨年度行っている．今年度は，巡航時における揚抗比の最大化，ナセル単体の抵抗の最小化，機体下方における騒音の最小化を目的として最適化を行った．その結果，昨年度よりも最適なナセル位置の探査に成功した．次に，前年度構築した乱流騒音解析手法の高度化を行った．構築した解析手法はStochastic Noise Generation and Radiation（SNGR）モデルと言い，流れ場の解析と，乱流騒音源の発生，発生した騒音の伝播を分離して解析する．本研究において開発しているSNGRモデルでは，乱流騒音源の発生方法として合成渦法(Synthetic Eddy Method,SEM)を採用しており，本年度では連続の式を満たす合成渦法(Divergence-Free Synthetic Eddy Method,DFSEM)を導入することで手法の更なる高度化を行った．その結果，より乱流の物理現象を再現することができた．最後に，昨年度まで構築していた騒音伝播解析ソルバーを用いて，実機におけるファン騒音機体搭載効果解析技術の開発と検証を行った．ソルバーの大規模並列化への対応を行うことで約１１億点の格子点での解析を実現した．

はの purpose, this study rectangular grid に base づく騒 sound analytical ソ伝 sowing ルバーをし, state of the event be の aviation machine に nearly いでエンジンから発 raw する騒 sound の伝 sowing もれを flow field including めて parsing することである. This year は build したソルバーでの low 騒 sound air machine form の optimization, turbulence 騒 sound analytical technique の, empirically フラップ, スラットなどの uplift force device を launched させた aviation machine にす seaborne る騒 sound analytical の伝 sowing three つを line った. Youdaoplaceholder0, construct たソたソババでで <s:1> low-voice 騒 aircraft morphology <s:1> optimizes を line った. Like と seaborne した low 騒 sound air machine form はエンジンナセルを above the main Wing に take り pay けた Over - the - Wing Nacelle form であり, これに masato する line design to probe は yesterday annual っている. When our は, cruise における uplift resistance than の maximize ナセル単のの minimize resistance body, the body below the における騒 sound の minimize を purpose として line optimization をった. As a result of そそ, the most suitable なナセ location <s:1> for the previous year was successfully explored に and <s:1> た. In the previous year, the construction of the た turbulence 騒 sound analysis technique was elevated to を rows った. Build した parsing technique は Stochastic Noise Generation and Radiation (SNGR) モデルとい, analytical とのれ field, turbulence 騒 audio の発 born, born 発した騒 sound の伝 sowing を separation して parsing する. This study において open 発している SNGR モデルでは, turbulence 騒 audio の発 raw Method として Synthetic vortex Method (Synthetic Eddy Method, SEM) を using しており, This year では even 続の type を against たす Synthetic vortex Method (Divergence - Free Synthetic Eddy Method, DFSEM) を import することで gimmick の more なるを empirically line った. As a result, the physical phenomenon of the よ turbulence <e:1> を reproduces するたとがでたたた. Finally に, yesterday's annual まで build していた騒 sound analytical ソ伝 sowing ルバーを with いて, be machine におけるファン騒 tone the body carrying unseen fruit parsing techniques の open 発と検 line card をった. ソルバーの tied for the large-scale への応 seaborne を line うことで around 1.1 billion の lattice point での parsing を be presently した.