涡扇发动机声衬的分段式设计与声模态散射分析

摘要

针对涡扇发动机声衬开展分段式设计,并对声衬对声模态的散射作用进行了分析.应用有限元求解对流亥姆霍兹方程的方法求解了发动机短舱内的声传播,通过与试验以及高精度数值解对比验证了所应用的数值方法及声模态解耦方法;应用梯度搜索法和遗传算法优化设计了4种声衬的声阻抗,结果表明可以通过长度较短的声衬实现多个目标声模态的降噪并达到降噪指标,轴向分段式相比均布式声衬和周向分布式声衬具有更大的降噪量;此外还对分段式声衬的声模态散射现象进行了分析,分析了声衬对声波的模态散射.研究结果表明最优声衬产生的反射声功率要大干通过声衬传递的声功率,周向分段的声衬散射形成了更低阶声模态.建议应用轴向分段式声衬降低风扇前传噪声.