Отправить статью по E-mail 
Расчетное исследование влияния клокинга (clocking) на тональный шум первых двух подпорных ступеней турбореактивного двухконтурного двигателя
- Авторы: Россихин А.А.1, Милешин В.И.1
-
Учреждения:
- ФАУ “ЦИАМ им. П. И. Баранова”
- Выпуск: Том 71, № 4 (2025)
- Страницы: 582-597
- Раздел: АТМОСФЕРНАЯ И АЭРОАКУСТИКА
- URL: https://journal-vniispk.ru/0320-7919/article/view/308799
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0320791925040081
- EDN: https://elibrary.ru/vpoobv
- ID: 308799
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Представлены результаты исследования влияния клокинга — взаимного смещения в окружном направлении рабочих колес или направляющих аппаратов — на тональный шум первых двух подпорных ступеней компрессора низкого давления двухконтурного турбореактивного двигателя. Проведены расчеты как для различных взаимных положений рабочих колес, так и для различных взаимных положений направляющих аппаратов. Расчетная модель включала в себя рабочее колесо вентилятора и две подпорные ступени с входным направляющим аппаратом. Ступени имели одинаковые числа лопаток в рабочих колесах и направляющих аппаратах. Была поставлена задача получить мощность излучения и диаграммы направленности для наиболее интенсивных тонов на режиме c относительной частотой вращения вала 58%. Исследование выполнено с использованием метода расчета тонального шума многоступенчатых турбомашин в частотной области. Данный метод позволяет моделировать изменение взаимного положения венцов без манипуляций с расчетной сеткой. Результаты расчета демонстрируют, что мощность излучения из воздухозаборника при изменении взаимного положения рабочих колес может меняться на 4 дБ. Мощность излучения из воздухозаборника при изменении взаимного положения спрямляющих аппаратов в целом не меняется, однако для отдельных азимутальных мод может меняться более чем на 5 дБ. Статья подготовлена по материалам доклада на 10-й российской конференции “Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике”, 16–21 сентября 2024 г., г. Светлогорск Калининградской области, http://ceaa.imamod.ru/.
Об авторах
А. А. Россихин
ФАУ “ЦИАМ им. П. И. Баранова”
Email: arss77ya@yandex.ru
Москва, 111116 Россия
В. И. Милешин
ФАУ “ЦИАМ им. П. И. Баранова”
Автор, ответственный за переписку.
Email: arss77ya@yandex.ru
Москва, 111116 Россия
Список литературы
- Broszat D., Korte D., Tapken U., Moser M. Validation of turbine noise prediction tools with acoustic rig measurements // Proc. of 15th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, Miami, Florida, 11–13 May 2009. AIAA 2009-3283.
- Agarwal N.K., Ganz U.W., Premo J.W. Compressor Noise Contribution To Inlet Noise // Proc. of 10th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, Manchester, UK, May10–12, 2004. AIAA 2004-2913.
- Khaletskiy Y., Mileshin V. Experimental Study Of 700-mm Fan Model Noise At CIAM Anechoic Chamber // ASME Turbo Expo 2013, San Antonio, Texas, USA, June 3–7, 2013. Art. No. GT2013-94454.
- Saren V.E., Savin N.M., Smirnov S.A., Krupa V.G., Yudin V.A. Hydrodynamic interaction of axial turbomachine cascades // J.Engineering Mathematics. 2000. V. 55. P. 9–39.
- Милешин В.И., Марков С.А., Кожемяко П.Г., Савин Н.М. Экспериментальный анализ клокинг-эффекта роторов и статоров на примере модельного высоконагруженного двухступенчатого компрессора // Авиационные двигатели. 2018. № 1. С. 19–30.
- Milidonid K., Semlitch B. Hynes T. The effect of clocking on compressor noise generation // AIAA J. 2018. V. 56. No 11. P. 4225–4231.
- Mileshin V., Orekhov I., Pankov S. Numerical And Experimental Investigations of Single-Flow and Bypass-Flow Fans // Int. Conf. Fan 2012, Senlis, France, April 18–20, 2012. Paper 039.
- Verdon J.M. Linearized Unsteady Aerodynamic Analysis of the Acoustic Response to Wake/Blade-Row Interaction. NASA/CR–2001-210713, 2001.
- Муравейко А.С. Расчетное исследование газодинамических и аэроакустических характеристик вентилятора // Акуст. журн. 2020. Т. 66. № 4. С. 446–452.
- Pinelli L., Poli F., Marconcini M., Arnone A., Spano E., and Torzo D. Validation of a d linearized method for turbomachinery tone noise analysis // ASME Turbo Expo 2011, Vancouver, British Columbia, Canada, June 6–10, 2011. Art. No. GT2011-45886.
- Frey C., Ashcroft G., Kersken H., Voigt C. A Harmonic Balance Technique For Multistage Turbomachinery Applications // ASME Turbo Expo, 2014, Düsseldorf, Germany, June 16-20, 2014. Art. No. GT2014-25230.
- Rossikhin A.A., Pankov S.V., Mileshin V.I. Numerical Investigation of The First Booster Stage Tone Noise of a High Bypass Ratio Turbofan // ASME Turbo Expo 2016, Seoul, South Korea, June 13–17, 2016. Art. No. GT2016-57352.
- Osipov A.A., Rossikhin A.A. Calculation method for unsteady aerodynamic blade row interaction in a multistage turbomachine // TsAGI Science J. 2014. V. 45(3–4). P. 255–271.
- Россихин А.А., Панков С.В., Милешин В.И. Расчетно-экспериментальное исследование тонального шума первой подпорной ступени ТРДД для различных режимов работы // Авиационные двигатели. 2020. № 4(9). С. 19–32.
- Россихин А.А., Панков С.В., Милешин В.И. Расчетно-экспериментальное исследование тонального шума первой подпорной ступени ТРДД // Авиационные двигатели. 2023. № 1(18). С. 47–55.
- Rossikhin A.A., Pankov S.V., Mileshin V.I. Numerical investigation of the low pressure compressor tone noise of a high bypass ratio turbofan // ASME Turbo Expo 2020, London, United Kingdom, 22–26, 2020. Art. No. GT2020-14897.
- Nyukhtikiv M., Brailko I., Mileshin V., Pankov S. Computational and Experimental Investigation of Unsteady and Acoustic Characteristics of Counter–Rotating Fans // Proc. of 2004 ASME Heat Transfer / Fluids engineering Summer Conference, Charlotte, North Carolina USA, July 11–15, 2004. Art. No. HT-FED2004-56435.
- Nyukhtikov M.A., Rossikhin A.A., Sgadlev V.V., Brailko I.A. Numerical Method for Turbo-Machinery Tonal Noise Generation and Radiation Simulation Using CAA Approach // Proc. of ASME Turbo Expo 2008: Power for Land, Sea and Air, GT2008, Berlin, Germany June 9–13, 2008. Art. No. GT2008-51182.
- Tam C.K.W., Webb J.C. Dispersion-Relation-Preserving Schemes for Computational Acoustics // J. Computational Physics. 1993. V. 107. P. 262–281.
- Allampalli V., Hixon R., Nallasamy M., Sawyer S.D. High-accuracy large-step explicit Runge–Kutta (HALE-RK) schemes for computational aeroacoustics // J. Computational Physics. 2009. V. 228. P. 3837–3850.
- Giles M.B. Nonreflecting Boundary Conditions for Euler Equation Calculations // AIAA J. 1990. V. 28. No 12. P. 2050–2058.
- Hall K.C., Thomas J.P., Clark W.S. Computation of Unsteady Nonlinear Flows in Cascades Using a Harmonic Balance Technique // AIAA J. 2002. V. 40. No 5. P. 879–886.
- Hirsch Ch. Numerical Computation of Internal and External Flows. V. 2. John Wiley & Sons, 1990.
- Menter F. Two-equation eddy viscosity turbulence models for engineering applications // AIAA J. 1994. V. 32. P. 1299–1310.
Дополнительные файлы
