1。介绍gydF4y2Ba
已经取得了很大的进步在计算流体动力学(CFD)在过去的几十年,如今它扮演着一个重要的角色在设计和分析飞机的发展。商用飞机发展的新兴问题是如何减少机体噪声的高升力装置和起落架。CFD被广泛用于预测高绕流升力装置降低气动噪声,而应用CFD的起落架仍然是有限的(gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba
6gydF4y2Ba ]。起落架是由许多虚张声势的组件,因此噪声源并不奇异但许多,因此复杂。真正的起落架的噪声预测几何精确,所有的组件都需要建模的计算对所有的交互效果。日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)已经建立了一个研究起落架模型与详细的组件基于当前两轮起落架了解噪音的产生机制,通过实验和数值分析。几何模型、起落架评价模型(腿),包括所有组件即使别针,管腔,如图gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba (gydF4y2Ba
4gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba
6gydF4y2Ba ]。分析流和起落架的声场,计算能力,这些复杂的几何图形和高并行性能是必需的。gydF4y2Ba
图1gydF4y2Ba
JAXA的两轮主起落架模型(腿模型)(gydF4y2Ba
4gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba
6gydF4y2Ba ]。gydF4y2Ba
满足所有这些要求,Building-Cube方法(BCM)已经被提出,这是对笛卡尔网格解算器(gydF4y2Ba
7gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba
13gydF4y2Ba ]。BCM的三维流场分为大小不同的长方体称为“立方体”,和数据集分为等距的笛卡尔网格称为“细胞。“随着网格分辨率是根据当地的多维数据集大小决定的,好身体和附近的网格粗网格远离身体可以实现。因为统一计算负载的每个多维数据集,它甚至有望实现高并行性能与大量的处理器。由于BCM Cartesian-based网,一个复杂的几何形状如起落架与微型组件可以很容易和立即网状gydF4y2Ba
7gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba
13gydF4y2Ba ]。gydF4y2Ba
可压缩n - s方程代表了声波的传播,因此,我们可以计算空气动力学的声音直接在理论。然而,由于这种传播是一个非常微小的压力波动,它需要大量的网格计算,因此它不是一个实际的方法。因此,我们采用气动/声学分割方法在本研究中。身体表面的压力计算BCM的不可压缩n - s流求解器,然后远场声级估计通过斯柯尔的方程gydF4y2Ba
14gydF4y2Ba ]。在我们之前的结果,起落架的远场噪声估计的大差异观察SPL (gydF4y2Ba
7gydF4y2Ba ]。摘要斯柯尔noncompact形式的方程采用远场噪声预测能够处理听觉上非紧化对象。验证了方法使用一个圆柱体情况下估计远场声级。目前的方法应用于JAXA的起落架模型,腿几何。许多细节的几何组成部分:主缸(支柱),活塞中心轴,制动卡钳,刹车盘,轮盖和冷却孔,等等。这个研究的目标之一是评估非紧化形式的斯柯尔的效用方程对起落架噪声与实验数据进行比较。另一个是调查一个力矩的影响链接位置和轮盖形状局部流动特性和远场气动噪声。通过计算分析,目前的有用性对机体噪声估计方法进行了讨论。gydF4y2Ba
2。数值方法gydF4y2Ba
2.1。分割方法gydF4y2Ba
空气声学的分析主要有两种方法:直接法和分割方法。在本文中,我们采用后者,因为它是受欢迎特别是低马赫数流动。分析了流场的非定常流模拟和计算声传播的声类比。三维不可压缩流体解算器作为流求解器和斯柯尔的方程采用空气声学的类比。首先,身体表面的压力波动计算BCM流求解器进行求解。基于时间的表面压力,远场声压级(SPL)获得通过斯柯尔的方程。gydF4y2Ba
2.2。流分析gydF4y2Ba
BCM基于多次拉丝等距的笛卡尔网格结构实现简单的网格生成,在空间高阶解算法,和后处理。这些特性的简单的笛卡尔网格适用于所有阶段流计算和简化了每个节点内存需求。这些因素将成为大规模计算预计不远的未来更重要的高性能计算机。计算网格由许多长方体包括等距的笛卡尔网格如图gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba 。它显示了立方体和细胞分布在NACA0012翼型。这些长方体在图gydF4y2Ba
2(一个)gydF4y2Ba 被称为“立方体”,笛卡尔网格中每个多维数据集被称为“细胞”,如图gydF4y2Ba
2 (b)gydF4y2Ba 。由于网格点的数量是完全相同的立方体不管多维数据集的大小,并行效率高是实现并行计算是基于多维数据集。网格分辨率是由每个多维数据集大小,因此多维数据集的几何尺寸变得大距离的增加一堵墙边界。在目前的方法中,身体表面近似作为简单的楼梯表示。改善当地的网格分辨率,选择数据集可以再细分。gydF4y2Ba
多维数据集和周围细胞分布与BCM机翼。gydF4y2Ba
(一)gydF4y2Ba
多维数据集分配gydF4y2Ba
(b)gydF4y2Ba
细胞分布gydF4y2Ba
控制方程的求解不可压缩n - s方程如下:gydF4y2Ba
(1)gydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
ugydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
tgydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
(gydF4y2Ba
ugydF4y2Ba
⋅gydF4y2Ba
∇gydF4y2Ba
)gydF4y2Ba
ugydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
∇gydF4y2Ba
pgydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
再保险gydF4y2Ba
∇gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
ugydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
divgydF4y2Ba
gydF4y2Ba
ugydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
。gydF4y2Ba
与有限差分格式采用交错布置的空间精度。在这项研究中,对流项的离散Kawamura-Kuwahara计划基于三阶逆风计划(gydF4y2Ba
15gydF4y2Ba ]。压力项由红黑解决SOR方法和扩散项是由二阶中心差分格式离散。时间集成使用分裂方法,和瞬时速度场是由二阶Adams-Bashforth明确的解决方法(gydF4y2Ba
12gydF4y2Ba ]。简单的线性插值是用于数据交换的计算效率和准确性之间的妥协。高阶插值保持计算精度和质量守恒;然而,它恶化的计算效率,增加内存的使用。因此,最小的块分配到全身,也后地区目前计算最小化影响不同规模数据集之间的线性插值。gydF4y2Ba
2.3。声学分析gydF4y2Ba
关于空气声学的一代的一般理论是由《1952年(gydF4y2Ba
16gydF4y2Ba ]。《改变了n - s和连续性方程形成一个精确的,非齐次波动方程的源项被认为只在湍流区域。《方程代表声音传播的静态流体,描述如下:gydF4y2Ba
(2)gydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
ρgydF4y2Ba
′gydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
tgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
cgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
∇gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
ρgydF4y2Ba
′gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
TgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
jgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
jgydF4y2Ba
。gydF4y2Ba
方程意味着空气声学的噪声是由四极在静态流体来源。《方程没有考虑流中的一个物体的存在。斯柯尔显示声源通过四极源在湍流生成和偶极子源在一个物体的表面,并导致以下方程:gydF4y2Ba
(3)gydF4y2Ba
ρgydF4y2Ba
′gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
4gydF4y2Ba
πgydF4y2Ba
cgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
jgydF4y2Ba
∫gydF4y2Ba
VgydF4y2Ba
⌊gydF4y2Ba
TgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
jgydF4y2Ba
⌋gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
dgydF4y2Ba
VgydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
4gydF4y2Ba
πgydF4y2Ba
cgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
∫gydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
(gydF4y2Ba
PgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
]gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
dgydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
。gydF4y2Ba
斯柯尔的方程是通过《方程的变换形成一个精确的积分方程。然而,方程是不容易解决,因为它需要计算体积的集成和空间导数。斯柯尔的方程可以简化假设的低速流。第一项(gydF4y2Ba
3gydF4y2Ba )可以忽略,因为术语的大小广场的马赫数。然后转换成时间空间导数微分,和方程表示如下:gydF4y2Ba
(4)gydF4y2Ba
PgydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
4gydF4y2Ba
πgydF4y2Ba
cgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
tgydF4y2Ba
∫gydF4y2Ba
PgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
(gydF4y2Ba
ygydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
tgydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
cgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
)gydF4y2Ba
dgydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
。gydF4y2Ba
斯柯尔的紧凑结构方程意味着观测点的声压计算从对象通过表面压力波动。这个方程是有效的,当听觉上紧凑条件满足。紧凑的条件是声音的波长更长时间与对象的特征长度相比,还有声音观测点足够远从对象相比,声音的波长。在这项研究中,以下noncompact斯柯尔的方程的形式介绍了治疗的声场声学上紧凑很不满意gydF4y2Ba
(5)gydF4y2Ba
PgydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
4gydF4y2Ba
πgydF4y2Ba
∫gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
ygydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
(gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
cgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
(gydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
PgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
tgydF4y2Ba
]gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
(gydF4y2Ba
PgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
]gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
)gydF4y2Ba
dgydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
。gydF4y2Ba
声源的位置并不奇异方程与(gydF4y2Ba
4gydF4y2Ba )。方程被命名为非紧化斯柯尔方程在这项研究中,而(gydF4y2Ba
5gydF4y2Ba )被命名为紧凑斯柯尔的方程的区别。测量SPL观测点,压力波动计算斯柯尔的波动方程转化为频域FFT(快速傅里叶变换)。然后,它被替换成以下方程:gydF4y2Ba
(6)gydF4y2Ba
SPLgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
10gydF4y2Ba
罗gydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
10gydF4y2Ba
(gydF4y2Ba
PgydF4y2Ba
egydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
PgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
)gydF4y2Ba
。gydF4y2Ba
在这里,gydF4y2Ba
PgydF4y2Ba
egydF4y2Ba
的有效值声压波动由FFT计算,然后呢gydF4y2Ba
PgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
是参考声压在空气中,它的价值是什么gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
。gydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
×gydF4y2Ba
10gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
5gydF4y2Ba
(Pa)。gydF4y2Ba
4所示。腿模型gydF4y2Ba
4.1。计算条件gydF4y2Ba
简化的腿模型用于模拟了解轴区域流动和远场噪声的影响。如图gydF4y2Ba
5gydF4y2Ba 腿,简化几何由主缸(支柱),中心活塞,扭力臂,轴和制动组件,和两个轮子。简化的腿模型没有其他主要部件如门,side-brace,腔图所示gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba 。扭力臂位置是可变的,所以前面的扭力臂可以附加支柱,背后的支柱(图gydF4y2Ba
5(一个)gydF4y2Ba ),或者甚至删除(图gydF4y2Ba
5 (b)gydF4y2Ba )评估的影响扭矩与流场和气动噪声。此外,有两种类型的轮盖准备:密封帽(图gydF4y2Ba
5 (b)gydF4y2Ba )和盖上的水滴状冷却孔(图gydF4y2Ba
5(一个)gydF4y2Ba )。冷却孔穿透轮盖,从而小流路径中存在轮。计算是进行6配置通过改变转矩的位置链接,通过改变轮毂罩几何总结如表gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba 。表中的每个名称的意思(gydF4y2Ba
扭力臂位置gydF4y2Ba )_ (gydF4y2Ba
轮盖类型gydF4y2Ba ]。BACK_TEAR几何是扭力臂连接落后支柱(后)和轮盖是水滴状冷却孔类型(泪),如图gydF4y2Ba
5(一个)gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba
表2gydF4y2Ba
六条腿的配置。gydF4y2Ba
的名字gydF4y2Ba
扭力臂位置gydF4y2Ba
轮盖类型gydF4y2Ba
BACK_SEALgydF4y2Ba
回来gydF4y2Ba
密封gydF4y2Ba
BACK_TEARgydF4y2Ba
回来gydF4y2Ba
眼泪(冷却孔)gydF4y2Ba
FRONT_SEALgydF4y2Ba
前面gydF4y2Ba
密封gydF4y2Ba
FRONT_TEARgydF4y2Ba
前面gydF4y2Ba
眼泪(冷却孔)gydF4y2Ba
NO_SEALgydF4y2Ba
没有(删除)gydF4y2Ba
密封gydF4y2Ba
NO_TEARgydF4y2Ba
没有(删除)gydF4y2Ba
眼泪(冷却孔)gydF4y2Ba
简化腿几何图形计算。gydF4y2Ba
(一)gydF4y2Ba
BACK_TEAR配置gydF4y2Ba
(b)gydF4y2Ba
NO_SEAL配置gydF4y2Ba
BCM网格基于车轮直径gydF4y2Ba
DgydF4y2Ba
(0.4米)生成的六腿几何图形。计算域的大小gydF4y2Ba
60gydF4y2Ba
DgydF4y2Ba
×gydF4y2Ba
60gydF4y2Ba
DgydF4y2Ba
×gydF4y2Ba
30.gydF4y2Ba
DgydF4y2Ba
,腿几何滑动墙,如图gydF4y2Ba
6(一)gydF4y2Ba 。图gydF4y2Ba
6 (b)gydF4y2Ba 显示了该计算模型与多个截面流场进行了比较。多维数据集分配从侧面视图如图gydF4y2Ba
7(一)gydF4y2Ba 。细分数据集分配后地区改善网格的分辨率。墙立方体轮周围地区也精致,如图gydF4y2Ba
7 (b)gydF4y2Ba 。整个表面细胞与楼梯表示如图gydF4y2Ba
7 (c)gydF4y2Ba 。冷却孔车轮足够用的最小网格间距表示gydF4y2Ba
3.66gydF4y2Ba
×gydF4y2Ba
10gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
DgydF4y2Ba
(基于车轮直径),如图gydF4y2Ba
7 (d)gydF4y2Ba 。细胞数量的总数约9000万,流动计算进行平行的超级计算机的NEC SX-9 16 cpu。基于车轮直径的雷诺数为149万gydF4y2Ba
DgydF4y2Ba
,均匀流速度是54.4米/秒,观察点gydF4y2Ba
14.71gydF4y2Ba
DgydF4y2Ba
下面的模型。FFT计算的采样频率10 kHz无因次频率(75),频率分辨率是20赫兹在无因次频率(0.147)。另一个设置是一样的汽缸的例子:FFT长度512,FFT平均10倍,50%重叠。表gydF4y2Ba
3gydF4y2Ba 总结了计算条件。gydF4y2Ba
表3gydF4y2Ba
腿模型的计算条件。gydF4y2Ba
雷诺数,再保险gydF4y2Ba
1.49gydF4y2Ba
×gydF4y2Ba
10gydF4y2Ba
6gydF4y2Ba
特征长度,gydF4y2Ba
DgydF4y2Ba
0.4 [m](车轮直径)gydF4y2Ba
Freestream速度gydF4y2Ba
54.4(米/秒)gydF4y2Ba
计算域gydF4y2Ba
60gydF4y2Ba
DgydF4y2Ba
×gydF4y2Ba
60gydF4y2Ba
DgydF4y2Ba
×gydF4y2Ba
30.gydF4y2Ba
DgydF4y2Ba
最小网格间距gydF4y2Ba
3.66gydF4y2Ba
×gydF4y2Ba
10gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
DgydF4y2Ba
细胞总数gydF4y2Ba
约9000万gydF4y2Ba
采样频率gydF4y2Ba
75年gydF4y2Ba
(gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
]gydF4y2Ba
(10 kHz))gydF4y2Ba
频率分辨率gydF4y2Ba
0.147gydF4y2Ba
(gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
]gydF4y2Ba
(20 (Hz))gydF4y2Ba
FFT长度gydF4y2Ba
512年gydF4y2Ba
平均gydF4y2Ba
10倍gydF4y2Ba
重叠gydF4y2Ba
50%gydF4y2Ba
计算域和横截面模型。gydF4y2Ba
(一)gydF4y2Ba
计算域边界条件gydF4y2Ba
(b)gydF4y2Ba
模型与横截面gydF4y2Ba
计算网格的腿几何。gydF4y2Ba
(一)gydF4y2Ba
多维数据集分配gydF4y2Ba
(b)gydF4y2Ba
墙多维数据集分配gydF4y2Ba
(c)gydF4y2Ba
表层细胞(楼梯表示)gydF4y2Ba
(d)gydF4y2Ba
细胞在轮gydF4y2Ba
4.2。腿向后扭力臂配置gydF4y2Ba
腿配置落后扭力臂和轮盖冷却孔(BACK_TEAR)是用于比较。平均freestream方向的速度分量两部分(gydF4y2Ba
ygydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
0.0gydF4y2Ba
和gydF4y2Ba
zgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
2.00gydF4y2Ba
)如图gydF4y2Ba
8gydF4y2Ba 。图gydF4y2Ba
8(一个)gydF4y2Ba 显示了射流在起落架的中心,和分离的轴是观察到的。几何是颠倒的,但结果是在合理的协议利用Murayama的PIV测量数据和计算结果gydF4y2Ba
6gydF4y2Ba )在图gydF4y2Ba
9(一个)gydF4y2Ba 。图gydF4y2Ba
8 (b)gydF4y2Ba 展示了速度场轴附近的地区。流的存在加速度中心圆筒和扭力臂是观察。类似PIV的流场数据和计算;然而加速度地区相比更大引用计算。gydF4y2Ba
计算意味着freestream方向的速度分量。gydF4y2Ba
(一)gydF4y2Ba
横截面的gydF4y2Ba
ygydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
0.0gydF4y2Ba
(b)gydF4y2Ba
横截面的gydF4y2Ba
zgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
2.00gydF4y2Ba
意味着freestream方向的速度分量,Murayama et al。gydF4y2Ba
6gydF4y2Ba ]。gydF4y2Ba
(一)gydF4y2Ba
PIV测量(左)和计算(右)在截面gydF4y2Ba
ygydF4y2Ba
(b)gydF4y2Ba
PIV测量(左)和计算(右)在截面gydF4y2Ba
zgydF4y2Ba
SPL频谱在窄带和转换光谱1/3倍频带(实验规模)是绘制在图gydF4y2Ba
10gydF4y2Ba 。这些数据包括数值结果基于紧凑和非紧化形式的斯柯尔的方程,以及实验结果。基于紧凑的SPL斯柯尔的方程显示10 dB的差异相比,实验结果相比在[gydF4y2Ba
7gydF4y2Ba ]。通过应用非紧化斯柯尔的方程,SPL值在200年和3000年之间(Hz)频率范围很先进,和价值观是紧密同意实验数据。SPL的急剧减少是目前所示计算在更高的频率范围。需要解决的问题进行更准确的预测在整个频域但这可以导致由于缺少网格分辨率。由于背景噪声是不被认为是在计算,较低的频率范围的SPL是小相比实验。gydF4y2Ba
SPL光谱的对比实验和计算。gydF4y2Ba
(一)gydF4y2Ba
窄频带gydF4y2Ba
(b)gydF4y2Ba
1/3-octave乐队(实验规模)gydF4y2Ba
4.3。OASPL六条腿的配置gydF4y2Ba
比较六条腿的噪音水平配置,整体SPL (OASPL)本节计算。OASPL计算是通过整合的力量范围如下:gydF4y2Ba
(7)gydF4y2Ba
OASPLgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
10gydF4y2Ba
罗gydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
10gydF4y2Ba
(gydF4y2Ba
∑gydF4y2Ba
fgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
fgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
pgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
PgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
ΔgydF4y2Ba
fgydF4y2Ba
fgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
fgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
)gydF4y2Ba
。gydF4y2Ba
在这项研究中,频率的积分范围从220年到3500年(Hz),因为显示范围与实验在前一节中合理的协议。gydF4y2Ba
腿的计算和实验OASPL值配置如图gydF4y2Ba
11gydF4y2Ba 。考察了四个6配置实验,而所有六个配置被目前的计算评估。在实验结果中,高度影响OASPL扭力臂位置。当活塞背后的位置,高OASPL值观察。配置BACK_SEAL最吵闹的实验。计算结果表明,OASPL的趋势与实验定性一致;BACK_SEAL是吵闹的,第二个是BACK_TEAR 4。从计算结果,OASPL值往往是高扭力臂位置时背后的活塞或删除从几何一起密封轮盖。另一方面,当扭力臂连接的活塞流,轮盖几乎相同的值类型:密封或撕裂孔。这表明扭力臂位置高度影响的远场气动噪声起落架,它的存在极大地改变了流动特性。gydF4y2Ba
比较不同腿的OASPL配置。gydF4y2Ba
(一)gydF4y2Ba
计算结果gydF4y2Ba
(b)gydF4y2Ba
实验结果gydF4y2Ba
表面声压波动(SPgydF4y2BarmsgydF4y2Ba 斯柯尔)计算了非紧化形式的方程。自从斯柯尔的表面压力波动方程转换到观测点噪声,SP较大的表面gydF4y2BarmsgydF4y2Ba 噪音更大的贡献。表面声压波动的四个配置(BACK_SEAL、BACK_TEAR FRONT_TEAR, NO_TEAR)绘制在图gydF4y2Ba
12gydF4y2Ba 。它是观察到上轮的一部分(对起落架的根源)显示了更高的价值。BACK_SEAL的外观、BACK_TEAR NO_TEAR几乎相同,而NO_TEAR略低的值。大的区别是观察FRONT_TEAR几何更高价值的地区转移和价值得到较弱。造成的区别是扭力臂位置被附加到前面了。gydF4y2Ba
比较不同腿表面声压波动的配置(从背后的起落架)。gydF4y2Ba
(一)gydF4y2Ba
BACK_SEAL配置gydF4y2Ba
(b)gydF4y2Ba
BACK_TEAR配置gydF4y2Ba
(c)gydF4y2Ba
FRONT_TEAR配置gydF4y2Ba
(d)gydF4y2Ba
NO_TEAR配置gydF4y2Ba
4.4。扭力臂位置的影响gydF4y2Ba
正如在前一节中所讨论的,向前扭力臂位置相比,减少了噪声影响流场的反向扭矩链接的位置。轴的表面声压波动BACK_TEAR FRONT_TEAR如图gydF4y2Ba
13gydF4y2Ba 。下面的区别是观察轴向观察(点)和主缸和活塞之间的连接。除了这些地区,上轮差区域如图gydF4y2Ba
12gydF4y2Ba 导致OASPL差异的两个几何图形。gydF4y2Ba
比较表面声压波动低于轮。gydF4y2Ba
(一)gydF4y2Ba
BACK_TEAR配置gydF4y2Ba
(b)gydF4y2Ba
FRONT_TEAR配置gydF4y2Ba
三腿向前/向后和配置没有扭力臂用于调查的影响扭力臂位置:BACK_TEAR, FRONT_TEAR NO_TEAR。数据gydF4y2Ba
14gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba
16gydF4y2Ba 显示平均速度分量在不同截面的三个配置。时均速度分量gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
0.0gydF4y2Ba
部分显示了大主气缸和活塞的速度差异BACK_TEAR和FRONT_TEAR如图gydF4y2Ba
14gydF4y2Ba 。流在车轮角(边缘)是加速向起落架BACK_TEAR根,而加速度是FRONT_TEAR弱。这导致声压波动图的差异gydF4y2Ba
12gydF4y2Ba ,也OASPL图gydF4y2Ba
11gydF4y2Ba 。图gydF4y2Ba
15gydF4y2Ba 显示了三个几何图形的区别gydF4y2Ba
ygydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
0.0gydF4y2Ba
由于转矩的存在联系。前面的变化出现背后的支撑(分离)和支柱(地区)醒来。在BACK_TEAR配置中,向后扭力臂使流循环和流动转向后起落架的根源。图gydF4y2Ba
16gydF4y2Ba 表明,轮子和活塞之间的速度是加速BACK_TEAR和NO_TEAR配置。另一方面,加速度在FRONT_TEAR弱是因为forward-attached扭矩链接的存在阻止了向freestream流方向和垂直方向(连同缸)。gydF4y2Ba
在截面计算平均速度分量gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
0.0gydF4y2Ba
(左:BACK_TEAR中心:FRONT_TEAR吧:NO_TEAR)。gydF4y2Ba
(一)gydF4y2Ba
freestream方向的速度分量gydF4y2Ba
(b)gydF4y2Ba
垂直方向的速度分量gydF4y2Ba
在截面计算平均速度分量gydF4y2Ba
ygydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
0.0gydF4y2Ba
(左:BACK_TEAR中心:FRONT_TEAR吧:NO_TEAR)。gydF4y2Ba
(一)gydF4y2Ba
freestream方向的速度分量gydF4y2Ba
(b)gydF4y2Ba
垂直方向的速度分量gydF4y2Ba
在截面计算平均速度分量gydF4y2Ba
zgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
1.81gydF4y2Ba
(左:BACK_TEAR中心:FRONT_TEAR吧:NO_TEAR)。gydF4y2Ba
(一)gydF4y2Ba
freestream方向的速度分量gydF4y2Ba
(b)gydF4y2Ba
垂直方向的速度分量gydF4y2Ba
当扭力臂连接(反流),通过两个轮子在轴流地区加速并不多。当背后的扭力臂连接气缸或扭矩链接删除,两个轮子之间的流动大大加快,这导致大型表面压力波动和噪声增加观测点。gydF4y2Ba
4.5。轮盖的几何形状的影响gydF4y2Ba
轮盖几何的影响将在本节中讨论。密封的腿几何轮(BACK_SEAL)和腿几何与水滴状冷却孔(BACK_TEAR)用于比较。图gydF4y2Ba
17gydF4y2Ba 显示在水平方向上的平均速度组件gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
0.0gydF4y2Ba
。在BACK_TEAR配置中,流诱导从内部向外部车轮通过冷却孔,而没有流经过密封的轮盖BACK_SEAL配置。数据gydF4y2Ba
18gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba
19gydF4y2Ba 组件的平均速度的两个在不同横截面几何形状。流的差异相对较小。可以看出轴流在前面的部分地区进入轮磁盘空间的配置如图gydF4y2Ba
18 (b)gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba
19 (b)gydF4y2Ba 。不同的是在后方轴的一部分。轮的从里面流诱导轮通过冷却孔的外面在BACK_TEAR已经描述,因此流不回后桥区域。另一方面,BACK_SEAL流同样走进轮圈地区方面,但是经过磁盘空间,最后回到后桥区域如图gydF4y2Ba
18 (b)gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba
19 (b)gydF4y2Ba 。由于密封帽,只流经过内部轮子的一部分,这将导致轻微freesteream加速流动方向如图gydF4y2Ba
(18日)gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba
(19日)gydF4y2Ba 。这可以的原因BACK_SEAL BACK_TEAR相比显示了较大的OASPL价值。gydF4y2Ba
图17gydF4y2Ba
意思是水平方向的速度分量计算截面gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
0.0gydF4y2Ba
(左:BACK_TEAR吧:BACK_SEAL)。gydF4y2Ba
意思是水平方向的速度分量计算截面gydF4y2Ba
ygydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
0.2gydF4y2Ba
(左:BACK_TEAR吧:BACK_SEAL)。gydF4y2Ba
(一)gydF4y2Ba
freestream方向的速度分量gydF4y2Ba
(b)gydF4y2Ba
垂直方向的速度分量gydF4y2Ba
在截面计算平均速度分量gydF4y2Ba
zgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
2.21gydF4y2Ba
(左:BACK_TEAR吧:BACK_SEAL)。gydF4y2Ba
(一)gydF4y2Ba
freestream方向的速度分量gydF4y2Ba
(b)gydF4y2Ba
水平方向的速度分量gydF4y2Ba
在几何没有扭力臂,密封的OASPL轮盖(NO_SEAL)高于上限与冷却孔(NO_TEAR)。图gydF4y2Ba
20.gydF4y2Ba 显示了比较NO_TEAR和NO_SEALgydF4y2Ba
zgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
2.21gydF4y2Ba
部分。轮内的内部流动(制动盘区域)类似于落后的扭力臂的几何形状,在诱导流从车轮通过孔向外观察NO_TEAR配置但是返回到后轴地区NO_BACK如图gydF4y2Ba
20 (b)gydF4y2Ba 。freestream方向的速度几乎是相同的,虽然轮子的循环流在外面观察到NO_SEAL不存在诱导流经密封帽。在这种情况下,加速流动的轴区域的几何相似,但水平OASPL轮毂罩类型是不同的。gydF4y2Ba
在截面计算平均速度分量gydF4y2Ba
zgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
2.21gydF4y2Ba
(左:NO_TEAR吧:NO_SEAL)。gydF4y2Ba
(一)gydF4y2Ba
freestream方向的速度分量gydF4y2Ba
(b)gydF4y2Ba
水平方向的速度分量gydF4y2Ba
内部轮的轮盖影响当地流部分如制动盘由于诱导流经冷却孔;然而,对噪声的贡献是相当复杂的。远场噪声决定与诱导流与其他组件之间的交互。gydF4y2Ba
5。结论gydF4y2Ba
在这项研究中,气动/声学分割方法基于Cartesian-mesh不可压缩流斯柯尔解决者和非紧化形式的方程,提出了计算远场噪声从起落架。目前的方法是首先验证在圆柱体情况下,斯柯尔的计算与非紧化形式的方程与实验定性一致。当时的方法应用于JAXA起落架模型来评估扭力臂位置的影响和轮盖类型。freestream方向的速度分量的配置与落后的扭力臂和冷却孔帽相当同意实验和另一个计算。由于引入斯柯尔的方程在非紧化形式,计算SPL水平与实验配合的非常好,而在过去存在很大差异。OASPL值也与实验相比,和OASPL不同几何是定性的趋势。不同的速度分量腿配置比较,结果表明,扭力臂位置有很大的影响在轴区域的流动特性后和两个轮子之间的地区。扭矩链接在前沿阻止车轮之间流动的加速,这减少了远场噪声。当轮毂罩冷却孔,从内部流动诱导轮的外通过观察冷却孔。另一方面,当轮盖密封,轮内的流动经历的内部组件制动磁盘空间,最后回到后方轴区域的一部分。 The contribution of the wheel cap itself to the far field noise was difficult to assess as there was also interaction of the induced flow with other components. The present approach was proved to be effective in evaluating the effects of tiny detailed components attached to landing gear for the purpose of far-field aerodynamic noise prediction. Because the flows and aerodynamic noises of a landing gear are quite affected by the detail components and their interactions, a detailed model is required in future simulations and evaluations of low noise components and devices.