[发明专利]一种低噪声飞行器螺旋桨的设计方法及螺旋桨构型

摘要

本发明提供一种低噪声飞行器螺旋桨的设计方法，包括：S100：依据预设的飞行器螺旋桨的基本叶形进行CFD计算流体动力学计算，得到叶形在不同雷诺数和不同迎角下相对应的升力系数和阻力系数；S200：依据预设的环境气体流动状态和螺旋桨几何参数，以及升力系数和阻力系数进行动量叶素理论计算，得到螺旋桨的空气动力数据；S300：依据预设的螺旋桨几何参数和螺旋桨的空气动力数据进行FW‑H气动声学方程计算得到螺旋桨的噪声特性数据；S400：调用基于模拟退火思想的优化算法循环执行步骤S200至S300，直至噪声特性数据收敛，得到螺旋桨的最佳几何参数。本发明同时兼顾螺旋桨的功率和噪声问题，极大降低飞行器在飞行过程中产生的噪声。

主权项

1.一种低噪声飞行器螺旋桨的设计方法，其特征在于，包括：S100：依据预设的飞行器螺旋桨的基本叶形进行CFD计算流体动力学计算，得到所述叶形在不同雷诺数和不同迎角下相对应的升力系数和阻力系数；S200：依据预设的环境气体流动状态、预设的螺旋桨几何参数，以及所述升力系数和阻力系数进行动量叶素理论计算，得到所述螺旋桨的空气动力数据；S300：依据预设的螺旋桨几何参数和所述螺旋桨的空气动力数据进行FW‑H气动声学方程计算得到螺旋桨的噪声特性数据；S400：调用基于模拟退火思想的优化算法循环执行步骤S200至S300，直至所述噪声特性数据收敛，得到螺旋桨的几何参数；步骤S300具体包括：S301：依据螺旋桨的空气动力数据中的叶素空气动力参数、所述预设的螺旋桨几何参数中的螺旋桨半径、转速和观察者位置坐标进行迭代计算，得到延迟时间和相对位矢；S302：依据所述延迟时间和相对位矢进行FW‑H气动声学方程计算，得到气动力F、马赫数M、相对应的时间导数和相对位矢方向投影量；S303：利用FW‑H气动声学方程近似解计算得到所述螺旋桨的单个叶素的厚度和载荷噪声；S304：依据所述螺旋桨的单个叶素的厚度和载荷噪声以及所述螺旋桨的桨叶数量和叶素数量得到所述螺旋桨的厚度和载荷噪声；S305：依据所述螺旋桨的厚度和载荷噪声计算得到螺旋桨的平均声压级。