科学家开发出能缩短静音航空发动机研发时间的计算系统

据俄罗斯卫星通讯社sputniknews报道,圣彼得堡理工大学世界级科研中心“先进数字技术”实验室“计算水气声学和湍流”实验室的研究人员开发出用于计算旁路涡轮喷气发动机的空气动力学和气动声学特性的数学模型、计算算法和软件。这项开发成果将加快客机静音发动机的研发速度。

据“科学俄罗斯”网站报道,研发工作在俄罗斯教育和科学部支持下完成。

圣彼得堡理工大学世界级科研中心“先进数字技术”实验室“计算水气声学和湍流”实验室主任米哈伊尔·斯特雷勒茨称:“该项目自2020 年以来在圣彼得堡理工大学世界级科研中心‘先进数字技术’实验室的框架下实施,是俄罗斯国内成功开发客机空气动力学和声学数学模型的少数范例。 这一成功得益于实验室主要成员积累的丰富基础工作经验,他们是湍流建模和计算气动声学领域公认的专家。”

减少飞机发动机的噪音,特别是在起飞和着陆时的嗓音,是现代民航一大重要问题,所有领龙头飞机制造企业和发动机制造公司都在致力解决这一问题。圣彼得堡研究人员创建的计算方法将减少设计新一代静音发动机的时间。

在开发计算吸音涂层有效性的方法时,科学家们使用了早期在 RANS-LES 实验室开发的方法,这些方法在计算湍流时提供了高准确度,且计算成本低廉。有赖于此,在大约5 亿个节点的计算网格上可以达到实践所需的计算精度,而在使用经典 LES 方法时,需要具有大约100 亿个节点的网格才能达到这样的精度。

使用该模型预测可寻址频率范围内的音调和宽带噪声水平的误差不超过3-5dB,即接近测量误差(NASA实验数据的计算结果所证明的误差值),并且其准确性极大优于现有方法。

世界级科学和教育中心网络是在俄罗斯教育和科学部实施的国家项目“科学和大学”下建设和发展起来的。现今,俄罗斯有17 个世界级科研中心:4 个数学科研中心、3 个基因科研中心和10 个科技发展重点领域的科研中心。