朱正 作品数:19 被引量:68 H指数:5 供职机构: 南京航空航天大学航空宇航学院直升机旋翼动力学国家级重点实验室 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 江苏高校优势学科建设工程资助项目 江苏省普通高校研究生科研创新计划项目 更多>> 相关领域: 航空宇航科学技术 自动化与计算机技术 电子电信 更多>>
一种用于旋翼飞行器的低噪声桨叶 本发明实施例公开了一种用于旋翼飞行器的低噪声桨叶,涉及空气动力学技术领域,能够在保证桨叶生产成本和结构强度的同时,提升了气动效率且降低了噪声。本发明包括:平滑延伸段、前掠段、后掠段和后掠下反段,前掠段、后掠段和后掠下反段... 招启军 王博 倪同兵 徐国华 朱正文献传递 基于HHC方法的旋翼噪声抑制机理及参数影响 被引量:5 2017年 旋翼桨-涡干扰(BVI)噪声是旋翼气动噪声抑制的主要对象之一。其中,高阶谐波控制(HHC)是一种较为有效的噪声主动抑制方法。为探究HHC方法的降噪效果、降噪机理及参数影响规律,基于嵌套网格生成方法,采用可压雷诺Navier-Stokes方程对流场进行求解,建立了适合于模拟旋翼桨-涡干扰流场的计算流体力学(CFD)数值方法。在流场CFD分析的基础上,采用FW-H(Ffowcs Williams-Hawking)方程预测桨-涡干扰状态下的旋翼噪声,通过对施加高阶谐波控制后的BO-105模型旋翼BVI噪声进行算例验证,得到了一套可以应用于高阶谐波控制下旋翼BVI噪声估算的CFD/FW-H方法。通过对不同HHC方案的数值模拟,发现在直升机斜下降状态下,施加高阶谐波控制后的旋翼BVI噪声能够降低多达4~7dB。进一步,细致分析了HHC方案的控制频率、输入相位以及输入幅值3个参数对旋翼BVI噪声抑制效果的影响,得到了相关参数的影响规律。并且,基于输入幅值对HHC降噪效果的影响规律,对高阶谐波控制方法的降噪机理做出了进一步的说明。 陈丝雨 招启军 倪同兵 朱正关键词:RANS方程 FW-H方程 降噪机理 共轴刚性旋翼气动布局优化及噪声特性研究 常规单旋翼带尾桨构型的直升机由于存在前行桨叶激波和后行桨叶动态失速等限制因素,无法实现高速飞行。共轴式刚性双旋翼直升机省去了用于平衡反扭矩的尾桨,提高了功率利用效率,并通过对后行桨叶进行卸载,充分发挥了前行桨叶的升力潜能... 朱正关键词:直升机 优化设计 噪声特性 文献传递 基于可穿透积分面的直升机旋翼高速脉冲噪声计算方法 建立了一套基于CFD/FW-H_pds方法的旋翼跨声速高速脉冲噪声预估技术。在建立的旋翼流场CFD求解基础上,采用基于可穿透旋转积分面的鲁棒性较好的FW-H_pds方法来求解旋翼高速脉冲(HSI)噪声,并通过对UH-1H... 朱正 招启军 陈丝雨关键词:旋翼 CFD 一种用于旋翼飞行器的低噪声桨叶 本发明实施例公开了一种用于旋翼飞行器的低噪声桨叶,涉及空气动力学技术领域,能够在保证桨叶生产成本和结构强度的同时,提升了气动效率且降低了噪声。本发明包括:平滑延伸段、前掠段、后掠段和后掠下反段,前掠段、后掠段和后掠下反段... 招启军 王博 倪同兵 徐国华 朱正文献传递 新型桨尖抑制旋翼跨声速噪声特性的影响机理分析 被引量:1 2017年 为研究不同形式的新型桨尖在抑制旋翼跨声速噪声特性方面的作用机理,以UH-1H模型旋翼为基准,开展了多种后掠和前掠桨尖对旋翼高速脉冲噪声特性的数值分析研究。采用积分形式的可压缩雷诺平均NavierStokes(RANS)方程作为旋翼流场求解控制方程,时间推进方法采用高效的隐式LU-SGS格式,空间方向采用高精度的Roe-MUSCL格式,湍流模型选用Baldwin-Lomax模型。在CFD方法验证基础上,采用基于可穿透旋转积分面的鲁棒性较好的FW-H_pds方程来求解旋翼高速脉冲(high-speed impulsive,HSI)噪声,并通过对UH-1H模型旋翼的跨声速噪声的计算,验证了噪声预测方法的有效性。在此基础上,研究了在不同桨尖马赫数下的旋翼桨尖附近的离域化(delocalization)现象以及高速脉冲噪声特性,通过四极子噪声和单极子噪声的对比分析,揭示了旋翼跨声速噪声产生机理。然后,着重研究了不同外形参数的后掠和前掠桨尖旋翼在抑制旋翼跨声速特性方面的影响规律。计算结果表明:随着桨尖马赫数的增加,旋翼高速脉冲噪声辐射愈加强烈,离域化现象愈加明显;后掠和前掠桨尖旋翼均可以不同程度地减弱激波强度,能有效抑制离域化现象的产生,从而降低旋翼跨声速噪声水平;前掠桨尖旋翼还可以驱使激波位置向桨叶内侧移动,减弱其对桨叶外部空间区域的影响,能更有效地抑制离域化现象的产生。 朱正 招启军 马奕扬关键词:旋翼 共轴双旋翼悬停状态气动噪声特性分析 被引量:8 2016年 结合CFD(Computational fluid dynamics)方法和FW-H(Ffowcs Williams-Hawkings)方程,建立了一套适合于悬停状态下共轴刚性双旋翼气动噪声特性计算方法。为了准确模拟共轴旋翼流场的涡干扰现象和非定常特性,基于运动嵌套网格技术与双时间推进方法,采用积分形式的可压雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程作为双旋翼非定常流场求解控制方程,湍流模型选用Baldwin-Lomax模型。通过Farassat 1A公式计算双旋翼气动噪声特性,每个声源微面的位置和载荷信息直接从桨叶表面网格中获取。然后,对水平面内和竖直面内观测点处共轴双旋翼厚度噪声、载荷噪声和总噪声的声压时间历程和频谱特性做了细致对比。模拟结果表明:上旋翼和下旋翼反向旋转的特点对声压时间历程影响显著,不同方向观察点的声压波形峰值对应的相位不同;共轴旋翼流场中存在的文丘里效应、桨-涡干扰现象以及下洗流的作用使得桨叶气动载荷呈现明显的非定常特征,导致共轴双旋翼的载荷噪声辐射强度较大;在低频段,总噪声受厚度噪声主导,而在高频段则受载荷噪声主导。 朱正 招启军 陈丝雨 王博关键词:旋翼 悬停状态 气动噪声 桨叶 桨-涡干扰 气动载荷 新型桨尖抑制旋翼跨音速噪声特性的影响机理分析 为研究不同形式的新型桨尖在抑制旋翼跨音速噪声特性方面的作用机理,以UH-1H模型旋翼为基准,开展了多种后掠和前掠桨尖对旋翼高速脉冲噪声的数值分析研究.采用积分形式的可压雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程作... 朱正 招启军 马奕扬关键词:直升机 旋翼流场 文献传递 一种用于旋翼飞行器的低噪声桨叶 本实用新型实施例公开了一种用于旋翼飞行器的低噪声桨叶,涉及空气动力学技术领域,能够在保证桨叶生产成本和结构强度的同时,提升了气动效率且降低了噪声。本实用新型包括:平滑延伸段、前掠段、后掠段和后掠下反段,前掠段、后掠段和后... 招启军 王博 倪同兵 徐国华 朱正文献传递 低HSI噪声旋翼桨尖外形优化设计方法 被引量:8 2015年 建立了一套基于计算流体力学(CFD)/FW-H_pds方程(Ffowcs Williams-Hawkings equations with penetrable data surface)的气动噪声预估技术和组合优化算法的低噪声旋翼桨尖平面外形设计方法。首先,采用积分形式的可压雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程作为旋翼流场求解控制方程,围绕旋翼流场的网格采用嵌套网格方法生成。在优化过程中,桨叶网格生成采用提出的高效参数化的网格自动生成方法。在建立的CFD方法求解基础上,采用基于可穿透旋转积分面的鲁棒性较好的FW-H_pds方程来求解旋翼高速脉冲(HSI)噪声。然后,以降低旋翼HSI噪声为目标,以旋翼悬停气动性能为约束,提出具备前掠-后掠-尖削等组合特征的桨尖外形方案并进行优化分析。将基于拉丁超立方(LHS)方法和径向基函数(RBF)的代理模型方法耦合到遗传算法过程中,建立了一种高效的组合优化算法。在当前的计算状态下,优化后的桨尖外形的负压峰值相比于矩形桨叶降低了58.4%,优化后的桨叶有效地减弱了旋翼桨尖区域的跨声速“离域化”现象,因此可以降低旋翼HSI噪声特性,同时可以减弱旋翼桨尖涡强度达30%,旋翼悬停性能提高了2%~3%。 朱正 招启军关键词:旋翼 代理模型 计算流体力学 FW-H方程