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作者：向康深;张良吉;陈伟杰;连健欣;乔渭阳;
单位：西北工业大学动力与能源学院;
摘要：涡轮噪声将成为未来超扇发动机主导噪声源之一，由于目前涡轮噪声研究的匮乏，急需开展涡轮气动噪声控制方法和降噪规律研究，降低涡轮噪声成为发展“超安静”发动机瓶颈的可能性。本文采用单级轴流涡轮声学实验台NPU-Turb对URANS/AA (Unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes equation/Acoustic analogy)混合模型进行了实验验证，结果表明，与NPU-Turb管道声模态实验数据相比，URANS/AA混合模型预测最大误差为2.2 dB，可以作为有效的涡轮单音噪声预测方法。基于URANS/AA混合模型，选取更具代表性的GE E3末级低压涡轮为研究对象，进一步探索不同仿生构型（锯齿尾缘静叶SS、锯齿前缘动叶SR和复合构型SS/SR）对涡轮气动性能、尾迹干涉单音噪声和模态结构的影响。结果表明，相对于基准构型，SS更有利于提升涡轮气动效率（效率收益最大为0.80%）,SS/SR更有利于增加单音噪声降噪收益（降噪收益最大为1BPF的5.5 dB和2BPF的8.2 dB）。整体上锯齿幅值与锯齿波长的比值（A/W）越大，效率收益越低，噪声收益越大。锯齿结构对径向模态声功率级的影响与径向模态数的变化趋势呈现出非周期性波浪变化，且不同仿生构型均可以有效降低主导径向模态（1BPF时的0阶和1阶径向模态，2BPF时的2～5阶径向模态）的声功率级，进而带来噪声的降低，这为仿生锯齿控制模态结构进而控制叶轮机噪声提供了新的研究方向。
关键词：涡轮噪声;;混合模型;;仿生构型;;模态结构;;效率;;降噪
基金资助：国家科技重大专项（2017-Ⅱ-0008-0022）;; 国家自然科学基金（52276038;51936010;52106056）;; 航空发动机及燃气轮机基础科学中心项目（P2022-A-Ⅱ-003-001;P2022-B-Ⅱ-011-001）~~
