CN103994819B - 一种发动机噪声测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于飞机振动、噪声学，涉及一种发动机噪声测试技术。所述发动机噪声测试技术包括测点优化布置，多通道数据同时采集及云图法数据后处理。测点优化布置能使用相对较少的传声器捕捉到发动机噪声场的重要噪声信息；多通道数据同时采集保证了采集数据的准确性；云图法数据后处理能更直观的得到尾喷流流场噪声分布。本发明发动机噪声测试技术测试精度高，测试结果直观，多通道数据同时采集减少了测试时发动机开车次数，节省试验费用。

Description

一种发动机噪声测试方法

技术领域

本发明属于飞机振动、噪声学，涉及一种发动机噪声测试技术。

背景技术

飞机的尾喷流噪声场数据至关重要，因为它是为地面工作人员的噪声防护的重要依据。而由于国外技术封锁，很难获发动机噪声测试相关技术。在此次之前，某飞机噪声场测试是采用传统的跑点法进行的，共累计使用76个传声器，发动机重复开车三次才完成试验，显然这种方法的缺点是：

1）由于采用跑点法测试，测试数据不是同时采集，导致测试误差

增大；

2）累计使用传感器数量多；

3）发动机重复开车增加了测试费用；

4）测试结果仅仅给出各列传声器的声压级，没能给出噪声场云图，结果不直观。

发明内容

本发明的目的是：提供一种发动机噪声测试技术，可精确的获得发动机噪声场信息。

本发明的技术方案是：采用测点优化布置，使用相对较少的传声器捕捉到发动机噪声场的重要噪声信息，多通道数据同时采集保证了采集数据的准确性，数据后处理采用云图法直观的得到尾喷流流场噪声分布。

一种发动机噪声测试方法，其特征在于，测试过程按照如下步骤进行：

第一，采用数值分析方法，如CFD技术或声线法，对发动机噪声场进行模拟，得到噪声场的分布情况；

第二，确定传感器布置位置。根据数值分析结果，在噪声场噪声梯度变化大的区域布置的传声器数量多于在噪声梯度变化不大的区域传声器布置的数量，即，在噪声场噪声梯度变化大的区域，需要布置较多的传声器；在噪声梯度变化不大的区域，传声器可以布置的较为稀疏；

第三，搭建试验测试系统，并进行联调；

第四，按照第二步骤确定的传声器布置位置，在测试场地布置传声器；

第五，发动机开车，挡板处于打开状态，按照测试要求的发动机状态进行噪声场测试，所有测试通道同时采集，发动机一次开车完成测试；

第六，对测试信号进行分析，得到每个传声器上的声压级（A计权，无计权）；

第七，采用Delaunary三角剖分法，对测试区域进行剖分，将每个测点的声压级差值到剖分后的节点上，最终得到噪声场云图。

本发明的优点是：

1）测点优化布置减少了使用传声器的数量，该方法使用35个传声器测得发动机噪声场；

2）测试通道同时采集的数据比采用跑点法测得数据更准确，同时能够减少发动机开车次数，节省测试费用；

3）试验数据处理采用噪声场云图法对测量数据做后处理，这样能更直观的得到尾喷流流场噪声分布。

附图说明

图1为测点布置示意图

图2为云图法数据后处理原理图

图3为挡板打开状态下噪声场云图

具体实施方式

该方法的具体实施方式如下：

1）采用CFD数值分析方法，对发动机噪声场进行模拟，得到噪声场的大致分布情况；

2）确定传感器布置位置及数量。根据数值分析结果，飞机侧后方噪声场梯度变化较大，因此，在该区域内需要布置较多传声器，共布置23个传声器；飞机侧后方噪声场梯度变化不大，因此，在该区域内传声器可以布置得较为稀疏，共布置12个传声器，如图1所示；

3）选择工作可靠且适合外场测试的数采系统及数采软件，将每个传声器用测试电缆链接到数采系统上，在数采软件中修改每个传声器的灵敏度，并用标准声源对每个测试通道进行标定，确保测试系统能够稳定工作；

4）按照步骤（2）确定的传声器布置位置，在测试场地布置传声器，共35个传声器；

5）发动机开车，挡板处于打开状态，按照测试要求的发动机状态进行噪声场测试，所有测试通道同时采集，发动机一次开车完成测试；

6）对测试信号进行频域分析，得到每个传声器上的声压级，

如表1所示；

表1：测试数据表

7）采用Delaunary三角剖分法，对测试区域进行剖分，将每个测点的声压级差值到剖分后的节点上，最终得到噪声场云图，如图3所示。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：

请参阅图1，其是本发明测点布置示意图。在前期通过数值计算分析，模拟出发动机噪声场的大致分布，通过对测点的分布优化，在发动机侧后方布置的传声器数量较多，其目的是在挡板打开和关闭状态下捕捉噪声场的重要信息，由于飞机的遮挡效应，其侧前方噪声量值相对较小，其声场较为均匀，因此布置数量较少。

请参阅图2，是本发明云图法数据后处理原理图。数据处理使用Delaunary三角剖分法，将测点划分为有限个三角形，对每一个子三角形构成一个插值单元，利用三个顶点的坐标即可求出三角区域内的每个网格点上的值。

请参阅图3，是本发明在挡板打开状态下噪声场云图。采用云图法能够直观的得到发动机噪声场的分布情况。挡板打开状态下，由于挡板的影响，在距机身对称轴线10米与挡板沿翼展方向延长交汇处，会出现噪声较大的区域，这是由于挡板的影响在此处产生涡流引起的。

另外，参阅图1中布置的35个传声器同时采集发动机噪声场数据，使采集到的测试数据更为精确

本发明发动机噪声测试技术测试精度高，测试结果直观，多通道数据同时采集减少了测试时发动机开车次数，节省试验费用。

Claims (1)

1.一种发动机噪声测试方法，其特征在于，测试过程按照如下步骤进行：

第一，采用数值分析方法，对发动机噪声场进行模拟，得到噪声场的分布情况；

第二，确定传声器布置位置：根据数值分析结果，在噪声场噪声梯度变化大的区域布置的传声器数量多于在噪声梯度变化不大的区域传声器布置的数量；

第三，搭建试验测试系统，并进行联调；

第四，按照第二步骤确定的传声器布置位置，在测试场地布置传声器；

第五，发动机开车，挡板处于打开状态，按照测试要求的发动机状态进行噪声场测试，所有测试通道同时采集，发动机一次开车完成测试；

第六，对测试信号进行分析，得到每个传声器上的A计权以及无计权两种计权方式的声压级；

第七，采用Delaunary三角剖分法，对测试区域进行剖分，将每个测点的声压级差值到剖分后的节点上，最终得到噪声场云图。