摘要：风扇/增压级气动声学试验器是大涵道比涡扇风扇部件进行前传远场噪声特性评估、后传噪声特性评估、管道声模态特性评估、主/被动降噪措施验证等声学性能以及均匀流场气动性能测试的重要试验平台,在大涵道比发动机研制过程中发挥重要的作用。针对中国首个以适航噪声评估为主要目标的风扇/增压级气动声学试验器,介绍了其关键组成部分湍流控制屏和进气消声室的结构,进行了试验器功能验证和消声室声学性能鉴定。结果表明:消声室尖劈截止频率为125 Hz,在40 kHz的高频条件下,消声室满足自由场传播条件的区域达到22 m,消声室内设备空载运行时噪声低于45 dBA,在全转速范围内试验件及设备运行状态良好,其振动幅值均低于报警限制值,该试验器的各项性能指标均满足设计要求。该试验器已经完成了多项风扇/增压级部件声学及气动性能试验工作,具备相对成熟的风扇/增压级气动与声学性能试验测试技术能力。

摘要：为了考察对转风扇的工程应用性,通过气动方案论证、气动设计技术研究、强度颤振分析研究、声学分析研究、非设计点匹配和调节研究以及进口畸变流场模拟研究,初步探讨民用大涵道比发动机对转风扇的设计技术,总结未来工程应用可能面临的问题以及解决方案。与常规风扇设计相比,对转风扇后排叶片在非设计点下的工作状态变化幅度较大,因此后排叶片的设计攻角选取不能过大。虽然较低的设计转速下转子叶片的振动频率不高,但也不必太过担心颤振问题,本文风扇在设计点并不会出现颤振问题。采用对转技术降低风扇转速是降低噪声的有效手段,本文设计的风扇远场最大声压级只有90dB左右。对转风扇在非设计转速具有较好的性能水平,在工程应用时可以不必调节后排叶片的安装角。对转风扇对进气畸变的衰减作用十分有限,两排转子对转也使得畸变区域的周向相位移动并不明显。

摘要：为准确评估高压压气机畸变特性而进行了一系列相关试验,重点阐述了高压压气机进气压力畸变试验方法,提出了对综合畸变指数、动态和稳态畸变成分、门槛值、畸变图谱等特征参数的指标要求,以及测试方案和试验数据处理方法,并据此完成某型高压压气机进气压力畸变试验,获得总压畸变对该高压压气机性能的影响,以及相关稳定性评定数据.试验结果表明:该高压压气机非设计转速压力畸变敏感系数明显高于风扇部件,抗畸变能力弱于风扇部件;设计转速压力畸变敏感系数与风扇部件相当,表现出较强的抗畸变能力和良好的气动稳定性.

摘要：针对航空发动机消声短舱声学设计的需要,发展了一种结合快速声散射和直接边界元计算发动机远场声散射的方法,用于计算包含了壁面声阻抗影响的复杂截面管道声散射问题.应用该方法针对某风扇实验台进行了管道消声的数值模拟,得到了远场声散射结果,进行了声衬声阻抗影响的计算,并通过与文献结果的对比表明该方法具有工程应用价值.

摘要：基于声学原理和声学信号进行压气机气动失稳故障诊断具有重要的研究价值,对基于声学信号的压气机失稳监测和预警技术开展了回顾与总结。首先介绍了常见的气动失稳故障,包括失速、喘振和旋转不稳定性的发声机理与信号特征,然后介绍和总结了国内外关于基于声学信号开展压气机气动失稳故障监测、诊断和预警方法的最新研究进展。结果表明:进入气动失稳状态的压气机,在声音特征上通常表现为低频能量增加、周期性破坏和特定模态分量幅值变化。通过对声信号的深入研究分析,建立机理与信号特征的联系,有望设计出更加准确、灵敏的压气机失稳故障检测方法。未来一段时间内,研究如何在包含噪声与混响的信号中提取出用于失稳诊断的信号特征以及发展相应数据集以支撑数据驱动的失稳检测方法将是声学失稳检测技术面临的重大问题。

摘要：针对刚性背衬下的粘弹性材料层,提出了一种能够描述表面声散射的局域/非局域特性的声阻抗矩阵模型,进行了声阻抗矩阵及代数模型的推导.以粘弹性有限元为基础完成了数值计算工具的开发,并对自编代码进行了校核,表明数值工具具有较高的计算精度.计算了刚性背衬下粘弹性板的声阻抗矩阵,并拟合得到声阻抗模型参数,分析了声阻抗局域、非局域特性及代数模型中各参数的变化规律.实际计算结果表明:声阻抗矩阵和非局域声阻抗代数模型能够定性和定量描述粘弹性材料表面声散射阻抗的非局域特性,为声阻抗非局域特性的研究提供了一个有效的数值分析方法.

摘要：基于材料透射阻抗的定义阐述了粘弹性材料的局域和非局域性质,并阐述了阻抗矩阵和频响函数矩阵之间的关系.通过将声压表面力的分布离散为等效点力的方法导出了频响函数表达式.基于频响函数矩阵元素的表达式,对粘弹性材料平板进行了点力激振下振动透射的频响测量实验,同时用粘弹性有限元方法数值计算了该板的振动频率响应,实验和数值结果的一致不但验证了粘弹性材料频率响应和声阻抗的非局域特性,也说明了实验及数值方法的正确,为进一步研究打下基础.

摘要：压气机试验过程中虽经常需要进行气动、振动、噪声等多种动态信号的测试与分析,但多是孤立进行的,信号的同步测试和统一分析面临困难。因此对一些多物理场耦合现象研究缺乏手段,不能完成细致的描述。本文主要针对这一问题,提出了一种可直接用于工程的多场动态信号统一同步测试分析方案。首先简要描述了动态测试技术在压气机气动非定常现象导致的气动、结构失稳研究方面所起到的作用,说明了针对压气机非定常现象进行多物理场动态信号同步测试分析技术研究的必要性。其次完成了多物理场动态信号同步测试分析方案设计,解决了时间同步、相位修正和同步测试分析等关键问题。最后将其应用于某航空发动机压气机的非定常故障机理研究方面,取得了较好的应用效果,充分展现了该动态测试平台在压气机非定常现象研究方面的广阔应用前景。

摘要：声模态测量是风扇/压气机管道声学研究的重要组成部分。测点非均布、测点数目为奇数或测量过程中传感器测量结果有误情况下,无法应用传统的分析方法分析。从最基本的声学公式入手,对管道声传播进行理论推导,得到一个通用的声模态测量分析方法,即求解方程组法。利用数值模拟方法对管道声模态进行分析,可看出模态分析的目的,是通过测点的声压进行目标频率下主要模态的识别,证明了应用解方程组法可进行测点非均布情况下的模态分析。在两个风扇试验器的声学测量中应用该种测量分析方法,从试验角度证明了分析方法的正确性和分析结果的可靠性。本文提出的声模态测量分析方法解决了传统分析方法的弊端,对风扇/压气机气动声学试验研究具有重要的意义。

摘要：航空发动机试车台噪声控制是试车台设计的关键技术之一,如何针对现有典型试车台开展噪声环境测试和评估,是航空发动机试车台噪声环境研究的一项重要内容,是设计和评估高品质试车台的重要技术手段。在我国典型试车台上,针对大涵道比涡扇发动机开展噪声测试和综合分析,分别完成了发动机噪声源特性分析、进排气塔消声和隔声分析、周围环境噪声分析等,并对试车台降噪设计关键问题进行了探讨,对今后试车台的降噪设计具有重要借鉴意义。