CN111625905B - 一种螺旋桨飞机舱内噪声高频仿真方法 - Google Patents

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Abstract

本申请属于航空声学领域，特别涉及一种螺旋桨飞机舱内噪声高频仿真方法，所述方法包括：构建模型数据文件管理规则；提出模型简化原则，规定网格划分原则和结构简化原则；建立结构动力学模型；建立声学模型；对所述模型进行检查与调试；对结构的模态动态特性进行仿真计算；以及计算舱内噪声特性。本发明从飞机结构图纸出发，通过明确坐标系、确定单位制、建立模型数据文件管理规定、提出模型简化原则、建立结构动力学模型和声学模型、检查与调试模型、计算结构动态特性并计算舱内噪声特性等内容，实现了对螺旋桨飞机舱内噪声高频详细仿真，为优化设计飞机舱内噪声控制详细方案提供支持。

Description

一种螺旋桨飞机舱内噪声高频仿真方法
技术领域
本申请属于航空声学领域，特别涉及一种螺旋桨飞机舱内噪声高频仿真方法。
背景技术
飞机舱内噪声控制设计是一项系统工程，影响舱内噪声的来源多，传递路径复杂，设计难度大。在螺旋桨飞机噪声控制设计时，亟需建立一种舱内噪声高频详细仿真方法，对噪声控制方案进行降噪效果评估，以改善舱内声学环境，提高驾乘人员的舒适性。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本申请一种螺旋桨飞机舱内噪声高频仿真方法，包括：
构建螺旋桨飞机模型数据文件管理规则，如文件名格式定义为：
型号标识_模型标识_部件名_位置_日期。
其中，
型号标识：XX；
模型标识：S代表结构模型，A代表空腔模型，L代表载荷文件；
部件名称：部件的大写英文名称；
位置：L代表左，R代表右，C代表垂尾，F代表机身，J代表螺旋桨；
日期：文件冻结日期；
根据飞机蒙皮和飞机地板等结构的区块划分方案，建立螺旋桨飞机舱内噪声统计能量结构模型，如XX_S_WING_L_20200422，为XX飞机左侧机翼的结构统计能量模型，模型冻结日期为2020年4月22日。建模过程中，将蒙皮简化为壳结构，长桁、梁、框简化为梁单元或者将长桁、框、梁等与蒙皮一起简化为加筋板结构，地板、隔框简化为壳结构，地板横梁简化为梁结构或将地板与地板横梁一起简化为加筋板结构，舱门及其横梁简化为壳结构和梁结构，窗户简化为壳结构；
根据螺旋桨飞机舱内噪声控制方案，建立声学材料、降噪措施等的降噪措施模型，具体而言，需要根据声学材料密度、杨氏模量、阻尼、吸声系数等基本声学参数定义声学材料，根据噪声控制方案的声学材料组合定义降噪措施模型；
建立螺旋桨飞机舱内噪声统计能量空腔模型，如XX_A_WING_L_20200423，为XX飞机左侧机翼统计能量空腔模型，冻结日期为2020年4月23日。
根据所建立的统计能量结构模型和统计能量空腔模型，基于几何连接等边界条件，建立飞机结构与结构、结构与空腔模型的连接关系，主要包括点连接、线连接和面连接等。
导入声载荷文件，如XX_L_WING_L_20200425，为XX飞机左侧机翼的声载荷文件，冻结日期为2020年4月25日。将声载荷施加到结构模型上，进行声振耦合分析，并进一步对舱内噪声高频特性进行仿真计算。
优选的是，所述构建螺旋桨飞机模型数据文件管理规则之前进一步包括：
对全机模型使用统一的坐标系及单位制。
本发明从飞机结构图纸出发，通过明确坐标系、确定单位制、建立模型数据文件管理规定、提出模型简化原则、建立结构动力学模型和声学模型、检查与调试模型、计算结构动态特性并计算舱内噪声特性等内容，实现了对螺旋桨飞机舱内噪声高频详细仿真，为优化设计飞机舱内噪声控制详细方案提供支持。
附图说明
图1是本申请螺旋桨飞机舱内噪声高频仿真方法流程图。
图2是本申请螺旋桨飞机舱内噪声高频仿真方法的预计结果图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
本申请螺旋桨飞机舱内噪声高频仿真方法，如图1所示，包括：
步骤S1、构建螺旋桨飞机模型数据文件管理规则；
步骤S2、根据飞机蒙皮和地板等结构的区块划分方案，建立螺旋桨飞机舱内噪声统计能量结构模型；
步骤S3、根据螺旋桨飞机舱内噪声控制方案，建立声学材料、降噪措施等的降噪措施模型；
步骤S4、建立螺旋桨飞机舱内噪声统计能量空腔模型；
步骤S5、根据所建立的统计能量结构模型和统计能量空腔模型，基于几何连接等边界条件，建立飞机结构与结构、结构与空腔模型的连接关系；
步骤S6、导入声载荷文件，将声载荷施加到结构模型上，进行声振耦合分析，并进一步对舱内噪声高频特性进行仿真计算。
具体如下所述：
1）明确坐标系，根据飞机三维模型坐标系，规定所有部件及全机模型使用与之相同的坐标系；
2）确定单位制，根据项目组建模习惯，规定所有部件及全机模型使用统一的单位制，采用国际单位制；
3）建立模型数据文件管理规定，对模型文件、载荷文件等命名原则作规定；
4）根据飞机蒙皮和地板等结构的区块划分方案，建立螺旋桨飞机舱内噪声统计能量结构模型，如XX_S_WING_L_20200422，为XX飞机左侧机翼的结构统计能量模型，模型冻结日期为2020年4月22日。建模过程中，将蒙皮简化为壳结构，长桁、梁、框简化为梁单元或者将长桁、框、梁等与蒙皮一起简化为加筋板结构，地板、隔框简化为壳结构，地板横梁简化为梁结构或将地板与地板横梁一起简化为加筋板结构，舱门及其横梁简化为壳结构和梁结构，窗户简化为壳结构；
5）根据螺旋桨飞机舱内噪声控制方案，建立声学材料、降噪措施等的降噪措施模型，具体而言，需要根据声学材料密度、杨氏模量、阻尼、吸声系数等基本声学参数定义声学材料，根据噪声控制方案的声学材料组合定义降噪措施模型；
6）建立螺旋桨飞机舱内噪声统计能量空腔模型，如XX_A_WING_L_20200423，为XX飞机左侧机翼统计能量空腔模型，冻结日期为2020年4月23日。
7）根据所建立的统计能量结构模型和统计能量空腔模型，基于几何连接等边界条件，建立飞机结构与结构、结构与空腔模型的连接关系，主要包括点连接、线连接和面连接等。
8）导入声载荷文件，如XX_L_WING_L_20200425，为XX飞机左侧机翼的声载荷文件，冻结日期为2020年4月25日。将声载荷施加到结构模型上，进行声振耦合分析，并进一步对舱内噪声高频特性进行仿真计算, 舱内高频噪声详细仿真预计结果如图2所示。
本申请中，计算舱内噪声特性一般采用统计能量法。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种螺旋桨飞机舱内噪声高频仿真方法，其特征在于，包括：
构建螺旋桨飞机模型数据文件管理规则；
建立螺旋桨飞机舱内噪声高频统计能量仿真结构模型，包括根据飞机蒙皮和飞机地板结构的区块划分方案，建立螺旋桨飞机舱内噪声统计能量结构模型，建模过程中，将蒙皮简化为壳结构，长桁、梁、框简化为梁单元或者将长桁、框、梁与蒙皮一起简化为加筋板结构，地板、隔框简化为壳结构，地板横梁简化为梁结构或将地板与地板横梁一起简化为加筋板结构，舱门及其横梁简化为壳结构和梁结构，窗户简化为壳结构；
在所述螺旋桨飞机舱内噪声高频统计能量仿真结构模型上建立降噪措施模型；
建立螺旋桨飞机舱内噪声高频统计能量仿真空腔模型；
根据所建立的螺旋桨飞机舱内噪声高频统计能量仿真结构模型和螺旋桨飞机舱内噪声高频统计能量仿真空腔模型，基于几何连接边界条件，建立所述螺旋桨飞机舱内噪声高频统计能量仿真结构模型与所述螺旋桨飞机舱内噪声高频统计能量仿真空腔模型的连接关系；
将声载荷施加到所述螺旋桨飞机舱内噪声高频统计能量仿真结构模型上，基于所述螺旋桨飞机舱内噪声高频统计能量仿真结构模型与所述螺旋桨飞机舱内噪声高频统计能量仿真空腔模型的匹配连接关系，对舱内噪声特性进行仿真。
2.如权利要求1所述的螺旋桨飞机舱内噪声高频仿真方法，其特征在于，所述构建螺旋桨飞机模型数据文件管理规则之前进一步包括：
对全机模型使用统一的坐标系及单位制。
3.如权利要求1所述的螺旋桨飞机舱内噪声高频仿真方法，其特征在于，采用统计能量法计算舱内噪声特性。
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