Predicción Numérica del Ruido de Combustión en el Campo Lejano de Motores Aeronáuticos
Autores: Férand, Mélissa; Livebardon, Thomas; Moreau, Stéphane; Sanjosé, Marlène
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Predicción Numérica del Ruido de Combustión en el Campo Lejano de Motores Aeronáuticos
Categoría
Artes
Subcategoría
Música
Palabras clave
Ruido de combustión
Propagación en campo lejano
Motor de turbina de eje
Ruido directo
Ruido de combustión indirecto
Motor turbofan de doble flujo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Una metodología híbrida que combina una simulación detallada de grandes remolinos de un sector de cámara de combustión, un modelo analítico de propagación de las ondas acústicas y de entropía extraídas en la salida del quemador a través de las etapas de la turbina, y una propagación acústica en campo lejano a través de un campo de temperatura de escape variable, demostró predecir con precisión el ruido de combustión en campo lejano de sistemas de propulsión de helicópteros y aviones por primera vez. Para el motor turboshaft de un solo flujo, la validación se logró desde el núcleo del motor hasta la salida de la turbina. La propagación al campo lejano se realizó a través de un chorro axial simétrico modelado. Su temperatura modificó significativamente la propagación acústica del ruido de combustión y se demostró que un modelo analítico simple basado en la ley de Snell-Descartes predecía con precisión la directividad para el escape de un chorro axial simétrico. Un buen acuerdo con los espectros medidos en campo lejano para todos los regímenes del motor turboshaft por debajo de 2 kHz subraya que el ruido de combustión es probablemente la fuente de ruido dominante a bajas frecuencias en tales motores. Para el motor turbofan de doble flujo más complejo, dos cálculos de régimen mostraron que el ruido directo se genera principalmente por la dinámica inestable de la llama y el ruido de combustión indirecto por la estratificación de temperatura inducida por los orificios de dilución en la cámara de combustión, como se encontró anteriormente en el caso del turboshaft. Sin embargo, en el turboengine, se encontró que el ruido directo era dominante en la salida del quemador para el caso de baja potencia y contribuciones equivalentes de ambas fuentes de ruido de combustión para el caso de alta potencia. La propagación al campo lejano se logró a través del campo de temperatura proporcionado por una simulación de Navier-Stokes promediada por Reynolds. También se encontró un buen acuerdo con los espectros medidos a bajas frecuencias para el caso del turboengine de baja potencia. Sin embargo, a alta potencia, el ruido del chorro del turboengine supera al ruido de combustión a bajas frecuencias.
Descripción
Una metodología híbrida que combina una simulación detallada de grandes remolinos de un sector de cámara de combustión, un modelo analítico de propagación de las ondas acústicas y de entropía extraídas en la salida del quemador a través de las etapas de la turbina, y una propagación acústica en campo lejano a través de un campo de temperatura de escape variable, demostró predecir con precisión el ruido de combustión en campo lejano de sistemas de propulsión de helicópteros y aviones por primera vez. Para el motor turboshaft de un solo flujo, la validación se logró desde el núcleo del motor hasta la salida de la turbina. La propagación al campo lejano se realizó a través de un chorro axial simétrico modelado. Su temperatura modificó significativamente la propagación acústica del ruido de combustión y se demostró que un modelo analítico simple basado en la ley de Snell-Descartes predecía con precisión la directividad para el escape de un chorro axial simétrico. Un buen acuerdo con los espectros medidos en campo lejano para todos los regímenes del motor turboshaft por debajo de 2 kHz subraya que el ruido de combustión es probablemente la fuente de ruido dominante a bajas frecuencias en tales motores. Para el motor turbofan de doble flujo más complejo, dos cálculos de régimen mostraron que el ruido directo se genera principalmente por la dinámica inestable de la llama y el ruido de combustión indirecto por la estratificación de temperatura inducida por los orificios de dilución en la cámara de combustión, como se encontró anteriormente en el caso del turboshaft. Sin embargo, en el turboengine, se encontró que el ruido directo era dominante en la salida del quemador para el caso de baja potencia y contribuciones equivalentes de ambas fuentes de ruido de combustión para el caso de alta potencia. La propagación al campo lejano se logró a través del campo de temperatura proporcionado por una simulación de Navier-Stokes promediada por Reynolds. También se encontró un buen acuerdo con los espectros medidos a bajas frecuencias para el caso del turboengine de baja potencia. Sin embargo, a alta potencia, el ruido del chorro del turboengine supera al ruido de combustión a bajas frecuencias.