3.6.2　螺旋桨噪声的数值模拟

气动噪声的计算大体上可以分为两大步：首先通过流场计算，求出满足时间精度要求的各相关变量（压强、速度和密度）在音源曲面上的变化过程，然后利用PISO迭代法求出的音源数据计算声音接收点处的声音压强信号，计算得到的声音压强信号可以用快速Fourier变换进行处理，也可以在后处理中计算声音压强的总体水平和功率谱。

对于航空螺旋桨、直升机旋翼和各类叶轮机械来说，其共同特征是由旋转叶片发声。旋转叶片周围流场的本质特征之一就是流动的非定常性。在空气螺旋桨噪声中，最主要的成分是旋转噪声。而对于旋转噪声，可根据声源特征进一步区分为厚度噪声、负载噪声和四极子噪声。具有一定厚度的螺旋桨桨叶周期性地扫过周围空气介质，并导致空气微团的周期性非定常运动，于是就产生了厚度噪声；负载噪声是拉力噪声与阻力噪声的组合，是由于桨叶叶面的压力场变化而引起的；四极子噪声包含非线性源与非线性传播两个因素，仅当螺旋桨处于桨尖相对运动超声速及跨声速运行工况时，才是重要的。

首先我们必须监测一个点的压力场，必须等到该点压力场稳定以后才能加入噪声模块，这是得到声音压强信号的必要前提。如图3.17所示，监测点点1处的压力场已经稳定（动能稳定）。

图3.17　点1处的压力场（动能）

截取的四个监测点分别为弹载无人机下方5 m处为点1，距离机头0.05 m处为点2，距离机头0.005 m处为点3，以及处在无人机尾迹区，距离机头0.5 m处为点4。从图3.18可以看出，得到了这四个监测点的声音压强信号，计算得到的声音压强信号可以通过快速傅里叶变换进行处理，最终得到各个不同监测点位置处的气动噪声。从图3.18中可以看出，带螺旋桨的弹载无人机的噪声主要集中在靠近螺旋桨处和无人机的尾迹区，而处在无人机下方5 m处的噪声则低于30 dB，并且跟地面大气压基本持平。