Расчет генерации, распространения и излучения шума в системе «сверхзвуковой воздухозаборник — ротор первой ступени вентилятора» на режиме взлета

В. А. Шорстов

Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова

Аннотация: С помощью программы «Трекер вихрей и волн» проведены совместные расчеты рабочего колеса вентилятора турбореактивного двигателя с несколькими вариантами входных устройств. В расчетах использовались разные подходы к описанию турбулентности от RANS до зонного IDDES. Для выявления особенностей генерации и трансформации акустических возмущений использовалось сравнение результатов расчетов с цилиндрическим каналом и модельным возмущением на входе в представлении URANS и LES. Сравнение подтвердило качественное изменение трансформации акустических возмущений при вихреразрешающем подходе к описанию турбулентности. Вихреразрешающие расчеты системы «сверхзвуковой воздухозаборник с окном подпитки на взлете – рабочее колесо вентилятора» показали, что во всех рассмотренных вариантах неоднородность потока перед рабочим колесом недопустимо высокая. Шум системы отличается от шума рабочего колеса в короткой мотогондоле по структуре, диаграмме направленности и уровню. Он является комбинацией шума вентилятора, потерявшего тональную структуру при взаимодействии с турбулентностью в канале и шума плохообтекаемых кромок воздухозаборника. Расчет показал, что при добавлении в окно подпитки решетки оно становилось источником собственного тонального шума, способного увеличить общий уровень в дальнем поле до 5дБ.

Ключевые слова: аэроакустика, взаимодействие акустических возмущений с турбулентностью, сверхзвуковой воздухозаборник, вихреразрешающий расчет, расчет рабочего колеса в неоднородном потоке, трансформация акустических возмущений.

Поступила в редакцию: 18.03.2025
Исправленный вариант: 25.04.2025
Принята в печать: 13.05.2025

DOI: 10.20948/mm-2025-05-05