飞机/发动机噪声控制技术是目前绿色航空概念的主要目标之一,也是航空领域大国间竞争的关键技术。经过半个多世纪气动声学理论和飞机/发动机噪声控制技术研究后,进一步降低飞机噪声遇到了技术瓶颈。湍流宽频噪声由于其物理机制的复杂性、流动过程的无法避免性和在飞机/发动机流场中存在的普遍性,已成为当前气动噪声控制的难点和重点。以"师法自然"为核心的仿生学气动噪声控制,得到了前所未有的重视和研究,为气动噪声控制提供了新的思想,并构成了气动噪声控制的新方向。以飞机/发动机湍流宽频噪声控制为对象,首先回顾了仿生学气动噪声控制技术的研究历史,并详细介绍了机翼/叶片尾缘和前缘的仿生学降噪研究现状和发展动态,分析了目前仿生学气动噪声控制理论和技术的主要问题及未来的研究重点和发展方向。

这里基于CFD数值计算的结果，对5种工程上常用的涡轮叶尖间隙流动损失模型进行了全面的分析比较。数值结果表明，由于在建立模型时使用的实验数据的局限性，使得现有不同涡轮叶尖间隙损失模型之间的计算结果具有相当大的差异。对三种不同负荷大小的涡轮叶片预测结果及与CFD数值计算的结果对比说明，对于轻负荷涡轮叶片，目前所有损失模型预测结果是偏大的，而对于高负荷不考虑旋转因素的涡轮叶片，所有损失模型预测结果是偏小的，但对于考虑旋转因素的高负荷涡轮叶片，Ainley—Mathieson损失模型和Yaras损失模型的预测结果与数值计算结果比较接近。

首次介绍了采用热线风速仪测量分体式房间空调器室外机组内外流场的方法和流场测试结果。以KFR70－LW／Bd某型空调器室外机组为测试对象进行了流场分布测试。根据测试数据，详细分析了风扇进、出口的气流速度的分布，为空调器室外机组换热器的性能研究、提高制冷效率、降低气动噪声提供了有效的技术支持。

由于新舟60飞机APU排气噪声辐射较严重,为了确定一种最佳的降噪方案,必须对新舟60飞机APU排气噪声的频谱特性和指向性进行测量并分析.从测量结果可以看出,无论APU工作在哪种工作状态,排气噪声均属于宽频噪声,主要是1000Hz以上的高频噪声,而满负载状态下的排气噪声除了高频含量之外,在400～1000HZ范围内也有较强的噪声.另外还发现,排气噪声有非常强的方向性.

分析畸变进气情况下轴流风扇/压气机三维流场和性能的三维可压缩模型。该模型利用流线曲率法求得叶片对气流做功的叶轮机源项,然后通过求解带源项的三维非定常Euler方程,对风扇/压气机内部三维流场和性能进行模拟。利用该模型对某一跨音速风扇转子的三维流场和性能进行了数值模拟分析,特别是分析对比了在进口无畸变和进口有畸变情况下的风扇内部三维流场和气动性能。研究结果表明,该三维理论预测模型能有效地分析进气畸变对轴流风扇性能及其稳定性的影响。

根据对飞机噪声控制技术历史发展演化过程的总结分析,研究了民用航空发动机气动与声学一体化设计的目标、方法、流程、理论模型和发展趋势等。基于对航空发动机气动设计过程的分析,给出了航空发动机气动与声学一体化设计的流程和方法。分别从"发动机总体热力循环设计""发动机部件通流设计""发动机部件三维详细设计"等三个流程,介绍了航空发动机声学设计理论和技术国内外的发展情况,详细论述了发动机气动声学设计的理论、模型和方法,分析了目前航空发动机声学设计理论的主要问题及未来的研究重点,并以具体发动机设计实例分析了不同设计阶段航空发动机的气动与声学一体化设计方法思想。

压气机非定常气动响应模型是进行航空发动机气动稳定性分析的基础,本文基于经典的独立叶片动态失速模型,根据压气机基元级做功原理,建立了压气机非定常气动响应模型,推导了压气机非定常气动响应计算公式,并基于多台发动机进气畸变实验数据确定了非定常气动响应模型的时间常数,数值计算分析了多种形式稳态周向压力畸变对压气机动态响应特性的影响。计算结果表明,动态气动响应模型的二阶系统时间常数分别取τ1=2.5,τ2=2.0较为合适,在相同的进气畸变强度下,低压区范围越大,有效增压比就会越大;在同样低压区范围的情况下,低压区数目越多,有效增压比会越小;而在同样畸变度和低压区范围情况下,低压区向高压区的气流变化越平缓,则有效增压比会越小。本文给出的压气机非定常气动响应模型能准确捕捉到压气机气动响应基本规律。

为探究倾斜/弯曲导叶对涡轮气动性能及非定常性的影响，采用SAS SST方法求解N-S方程组，对不同倾斜/弯曲导叶构型的跨声速涡轮级进行全三维黏性非定常数值模拟.分析倾斜/弯曲导叶对涡轮级效率及效率波动的影响，以及对导叶和下游动叶总扰动强度、各阶谐频扰动强度的影响，结合时空图将扰动与流动现象进行关联，探究导叶构型影响涡轮非定常性的机理.结果表明:正倾斜和正弯曲导叶可以有效地提升涡轮级效率，并减小涡轮级效率波动水平，使得涡轮级运行更加平稳;跨声速涡轮转子叶片上主要气动扰动来源于导叶尾缘激波在下游转子叶片上移动及反射产生的压力扰动，倾斜/弯曲导叶可以有效降低转子叶片扰动强度;正倾斜导叶主要通过影响一阶谐频的扰动强度来降低转子叶根和叶尖的总扰动强度，但叶中区域扰动强度则通过降低二阶及更高阶谐...

由于叶尖间隙会降低叶轮机的工作效率,并且会增大噪声辐射强度,因此在叶轮机设计和运行过程中需要特别关注这一设计参数的具体影响。基于叶轮机单音噪声流场/声场混合预测模型,研究了不同转子叶尖间隙对单级轴流风扇气动性能和单音噪声强度的影响规律。研究发现,转子出口尾迹宽度和尾迹强度都随转子叶尖间隙的增大而增大,但是尾迹相位分布几乎没有改变,因此当尾迹与下游静子叶片干涉时,主要影响静子叶片表面的非定常载荷强度,而不会影响其主要的相位分布;2.5 mm的叶尖间隙(0.94%叶片高度)使得风扇流量减小了约2%,风扇效率下降了约1%,向前传播的1倍叶片通过频率(Blade Passing Frequency,BPF)单音噪声声功率级增大了1.5 dB,向后传播的1BPF单音噪声声功率级增大了0.7 dB;叶尖间隙变化对2BPF和3BPF对应的单音噪声强度影响都小于1 dB。

采用微穿孔板吸声结构,对某型单级轴流压缩机排气噪声进行了降噪研究.详细计算了消声器的参数并进行了测量比较.试验表明,微穿孔板吸声结构可有效地降低排气噪声.