Page 216 - 《应用声学》2023年第4期

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基准翼型有所减小，但变化趋势较为一致，并且阻 Ai Yanting, Wang Tengfei, Wang Zhi, et al. Numeri-
力系数低于基准翼型；而当攻角大于 10 ，优化翼型 cal simulation and experimental methods of aerodynamic
◦
noise for propeller[J]. Mechinery Design & Manufacture,
的升力系数衰减较大，且阻力系数大于基准翼型。
2018(11): 57–59.
图 9(b) 为优化前后翼型升阻比对比，横坐标为翼型
[3] 刘沛清. 空气螺旋桨理论及其应用 [M]. 北京: 北京航空航天
升力系数。由图 9(b)可知当升力系数小于1.2，优化 大学出版社, 2006: 16–17.
翼型升阻比大于基准翼型，但在最大升力系数处，优 [4] 王清, 招启军. 基于遗传算法的旋翼翼型综合气动优化设
化翼型升阻比小于基准翼型。由此可见，本文的优 计 [J]. 航空动力学报, 2016, 31(6): 1486–1495.
Wang Qing, Zhao Qijun. Synthetical optimization de-
化设计结果虽改变了翼型的失速攻角，但却使翼型 sign of rotor airfoil by genetic algorithm[J]. Journal of
在包括设计状态的小攻角状态下的气动性能有所 Aerospace Power, 2016, 31(6): 1486–1495.
提升。 [5] 保女子, 彭叶辉, 冯和英, 等. 四参数变弯度翼型的气动特性
分析与优化设计 [J]. 机械科学与技术, 2023, 42(2): 309–320.
图 10(a) 为翼型噪声声压级频谱图，频率范围
Bao Nyuzi, Peng Yehui, Feng Heying, et al. Aerody-
为0∼5000 Hz，可以看出在 4 、8 攻角下，低频段优 namic characteristic analysis and optimization design of
◦
◦
化翼型的降噪效果比较明显，而低频段的降噪效果 four-parameter variable camber airfoil[J]. Mechanical Sci-
随攻角的增加逐渐减弱，在 16 攻角时降噪效果不 ence and Technology for Aerospace Engineering, 2023,
◦
42(2): 309–320.
明显。图10(b) 为翼型噪声总声压级指向性分布图，
[6] 熊俊涛, 乔志德, 韩忠华. 响应面方法在跨声速翼型气动优
可见优化并未改变翼型噪声的指向性，降噪效果随 化设计中的应用研究 [J]. 西北工业大学学报, 2006, 24(2):
攻角的变化则与图 10(a)一致。综上可知，本文优化 232–236.
设计对小攻角状态的翼型具有较好的降噪效果，而 Xiong Juntao, Qiao Zhide, Han Zhonghua. Improving
aerodynamic optimization design of transonic airfoils with
对大攻角状态的翼型降噪效果一般。
response surface methodology for design variables as many
as about sixteen[J]. Journal of Northwestern Polytechni-
5 结论 cal University, 2006, 24(2): 232–236.
[7] 程江涛, 陈进, 王旭东. 基于噪声的风力机翼型优化设计研
(1) CFD/FW-H 方法可以准确地计算翼型升、 究 [J]. 太阳能学报, 2012, 33(4): 558–563.
阻力系数与气动噪声，计算值与试验值误差较小。 Cheng Jiangtao, Chen Jin, Wang Xudong. Optimiza-
tion design of airfoil profiles based on the noise of wind
(2) 在遗传算法中使用响应面拟合多项式代替
turbines[J]. Acta Energiae Solaris Sinica, 2012, 33(4):
适应度函数，可以减少调用仿真计算的次数，显著地 558–563.
提高了优化模型的效率。并且响应面预测值与计算 [8] 刘雄, 罗文博, 陈严, 等. 风力机翼型气动噪声优化设计研
值的误差小，预测精度高。 究 [J]. 机械工程学报, 2011, 47(14): 134–139.
Liu Xiong, Luo Wenbo, Chen Yan, et al. Research on
(3) 提出以翼型噪声与气动性能为目标的翼型
the aerodynamic noise optimization of wind turbine air-
优化设计，使翼型在设计状态下的气动噪声得到了 foil[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2011, 47(14):
显著的降低并且翼型的气动性能得到了保证。而且 134–139.
优化翼型在小攻角状态下的气动与声学性能均得 [9] 李鑫, 屈转利, 李耿, 等. 高效低噪的二维翼型优化设计 [J]. 振
动与冲击, 2017, 36(4): 66–72.
到了明显改善。说明本文所使用优化方法行之有效，
Li Xin, Qu Zhuanli, Li Geng, et al. A numerical optimiza-
具有一定的应用价值，可推广应用至其他螺旋桨翼 tion for high efficiency and low noise airfoils[J]. Journal of
型优化设计。 Vibration and Shock, 2017, 36(4): 66–72.
[10] 卓文涛, 季锃钏, 陈二云, 等. 翼型气动性能与噪声的综合优
化设计方法 [J]. 动力工程学报, 2012, 32(6): 481–486.
参 考 文 献 Zhuo Wentao , Ji Zengchuan, Chen Eryun, et al. Com-
prehensive optimization on aerodynamic and aeroacoustic
[1] 杨凤田, 范振伟, 项松, 等. 中国电动飞机技术创新与实践 [J]. performance of airfoils[J]. Journal of Chinese Society of
航空学报, 2021, 42(3): 7–12. Power Engineering, 2012, 32(6): 481–486.
Yang Fengtian, Fan Zhenwei, Xiang Song, et al. Techni- [11] Jeong S, Murayama M, Yamamoto K. Efficient optimiza-
cal innovation and practice of electric aircraft in China[J]. tion design method using Kriging model[J]. Journal of Air-
Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2021, 42(3): craft, 2005, 42(2): 413-420.
7–12. [12] 许瑞飞, 宋文萍, 韩忠华. 改进 Kriging 模型在翼型气动优
[2] 艾延廷, 王腾飞, 王志, 等. 螺旋桨气动噪声数值模拟和实验 化设计中的应用研究 [J]. 西北工业大学学报, 2010, 28(4):
研究 [J]. 机械设计与制造, 2018(11): 57–59. 503–510.