近日，振动、冲击、噪声研究所蒋伟康教授、杨程副教授团队研发了一种新型涵道式低噪声微型无人机，提出了基于精确格林函数的涵道无人机气动噪声预测方法，系统揭示了该类无人机的气动噪声传播机制。研究成果“Aeroacoustic Analysis of Ducted Contra-Rotating-Rotor Unmanned Aerial Vehicles in Hover”发表在AIAA Journal上。博士生赵志恒为论文第一作者，杨程副教授为通讯作者。
当前，微型无人机构型以开式构型为主，存在安全性低、噪声污染严重等问题。近年相关研究表明，构型无人机的气动性能与噪声性能已趋于物理极限，噪声控制往往伴随气动性能损失，二者难以平衡。对此，研究团队提出了涵道共轴对转双旋翼无人机新构型，涵道包裹整个动力系统，提高了飞行安全性和螺旋桨效率，并借助涵道的遮蔽效应，表现出天然降噪潜力。
针对这一新式构型，传统基于可穿透积分面的噪声预测方法存在声源可解释性不足的问题，制约了噪声机理分析及噪声控制研究。为此，研究团队提出了基于精确格林函数的气动噪声预测方法，首先将螺旋桨气动声源投影到管道模态空间，形成以模态系数表示的模态声源，再以模态声源为激励，进行声学有限元计算得到远场辐射噪声。通过分析模态声源的模态分布特征，得到无人机气动声源的分布特点。
研究团队还针对自主研制的涵道共轴对转双旋翼无人机，开展噪声特性研究，发现由于激发模态不同，涵道无人机内旋翼干涉噪声、转静干涉噪声分别在远场噪声的偶数倍BPF及奇数倍BPF占据主导贡献。
该研究创新性地提出了基于精确格林函数的混合CAA噪声预测方法，突破了传统噪声预测方法“黑箱”模型的局限，为工程噪声预测与噪声特性分析提供了新思路，并拓展了对涵道无人机噪声机理的认识，为进一步研制低噪高效微型涵道无人机提供了重要理论基础。
该研究工作得到了国家自然科学基金的资助。
论文链接：https://doi.org/10.2514/1.J064948
学院OA系统
jAccount登录
ENGLISH
地址：上海市东川路800号威廉体育williamhill官网闵行校区williamhill威廉希尔官网
邮编：200240
Email：sjtume@sjtu.edu.cn