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英国开展由边界层吸入产生特殊噪声的机理研究
关键词:      时间:2025-06-06

【据每日科学网2025年5月15日报道】英国布里斯托大学与索尔福德大学联合研究团队在《自然》旗下期刊npj Acoustics发表最新成果,揭示了边界层吸入(BLI)发动机产生特殊噪声的机理。

此项研究以识别BLI发动机的一般噪声源为基础,通过建立气动声学模型,分析了湍流边界层与进气道/风扇相互作用所产生噪声的形成机理。研究发现,在不同推力条件下,BLI发动机两种噪声产生机理存在差异。低推力巡航状态下,发动机进口边界层受到风扇吸力干扰较小,边界层流动保持相对稳定,仅叶尖区域接触低速湍流流体。此时主要噪声源于湍流与管道内声场的相互作用。大推力起飞状态下,风扇强吸力导致边界层剧烈失稳,高动量非定常湍流结构将覆盖大面积风扇叶片,旋转叶片与畸变进口流场持续相互作用,此时噪声的形成由风扇主导。

研究团队通过高精度风洞实验装置,结合热线风速仪、压力传感器和远场传声器等先进仪器,收集了涵盖整个飞行工况的声场数据。结合流体力学理论与心理声学评估,研究人员首次建立噪声湍流模型与人类噪声感知特征的量化关系。

全球主要航空国家持续提升航空器噪声管控标准,欧盟在《FlightPath 2050战略规划》中明确提出将飞机噪声降低65%的目标。本项研究不仅为空客ZEROe、鹦鹉螺,以及ONERA NOVANASA/MIT Aurora D8MITSAX-40等大型运输机项目提供降噪理论支撑,更为城市空中交通(UAM)领域的电动垂直起降飞行器(eVTOL)制造商开辟了降噪优化设计路径。

该成果为未来的电动飞机和空中出租车研发人类感知上更安静的发动机提供支撑。