缝翼尖端延伸对流场及噪声特性的影响

王红建，张巧，田峻源

（西北工业大学航空学院，西安710072）

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随着民航工业的迅速发展，民航客机的气动噪声正成为人们关注的主要问题之一。研究表明，在飞机起降阶段，相对于发动机噪声，机体噪声占比明显增加；机翼中的缝翼处于打开状态，且几乎在整个翼展方向部署，是机体噪声的主要来源［1］。

实验及数值仿真研究表明，缝翼噪声频谱分为宽带、低频窄带和高频窄带噪声［2］。各频段噪声的产生与缝翼流动结构特性密切相关，例如，缝翼尾缘流场中有规律的涡脱落引发高频窄带噪声；缝翼凹腔流动中涡与尾缘壁面撞击产生中低频宽带噪声［3］；缝翼尖端、凹腔与尾缘之间剪切层的生成、发展和反馈与开放式凹腔相似［4］，主要形成低频窄带噪声。涡脱落引发的高频窄带噪声在实际飞行试验中并不明显［4-5］，因此研究人员主要关注中低频段的缝翼噪声抑制问题。

对流场主动干预进行噪声抑制的方法主要是在缝翼尖端或其尾缘附近进行吹吸气［6-7］。该方法可改变涡流的原有性态，降低其湍动能强度，进而抑制噪声辐射，但需外部能量的注入。缝道封闭［8］可消除缝翼凹腔的复杂流动，彻底消除该区域的噪声源，但因其对翼型升力的严重损伤而无法使用。缝翼凹腔填充［9］使缝翼尖端到尾缘的几何外形光滑连续，消除了缝翼剪切层，可较大幅度地降低中低频段的缝翼噪声；王红建等［10-12］针对缝翼与主翼的相对几何位置，结合缝翼自适应尾缘变形技术，研究了缝翼位置参数与尾缘变形对缝翼远场噪声辐射特性的影响，发现缝翼适当的位置调整和结构变形均可有效降低远场噪声辐射。……