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超音速飞机音爆的流体动力学

随着公司推动超音速飞行的回归,CFD正在帮助寻找减少噪音影响的方法。

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回归超音速飞行是当今航空业最热门的话题之一,因为几家公司(Boom supersonic和Aerion等)正在积极开发新的超音速商用客机,目标是在未来几年投入使用。在这种情况下,在陆地上安静飞行是确保此类客机符合监管规定的主要挑战之一。几家研究中心和公司正在建造演示样机,以展示通过对飞机所有部件进行更智能的设计,可以大幅降低音爆。

音爆的本质与冲击波有关,冲击波是由速度超过声速的物体产生的纵波。这种由大型超音速飞机引起的冲击波被地面上的人感知为类似爆炸或雷声的声音。众所周知,暴露在飞机噪音中与健康问题有关,如睡眠障碍、儿童发育迟缓、肥胖和心血管问题。

最近的研究证明,通过精心设计飞行器的几何形状来减轻音爆问题是可能的。低爆超音速飞机概念背后的想法是最小化纵向声波(也称为n波)的振幅。洛克希德·马丁公司的X-59安静超音速技术(X-59 QueSST) x飞机是最先进的超音速飞机概念之一,将于2021年起飞进行首飞。该任务的目标之一是向监管部门提供全面的统计数据,以便引入使超音速客机能够在陆地上飞行的变化。

CFD技术在超音速航空领域的应用大大缩短了产品上市的时间和相关的开发成本。美国宇航局组织的音爆预测研讨会旨在评估音爆预测方法的可靠性。利用CFD进行近场压力特征预测可能是其关键组成部分。随后的每一次研讨会都以更低的噪声特征为特色,从而为CFD代码带来了新的挑战。Cadence活跃在这一领域,并参与了在最近研究工作框架中开发的NASA概念25D动力超音速飞机的声爆CFD研究和气动预测。

点击这里阅读有关音爆预测案例的所有内容。



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