气动噪声控制重点实验室2020年度开放课题申请指南

2020-07-28 17:17:00
 

气动噪声控制重点实验室

2020年度开放课题申请指南

一、概述

气动噪声控制重点实验室(以下简称“实验室”)是部委级重点实验室,依托单位为中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所。该实验室主要开展气动噪声基础和应用基础研究,是加强国内外气动声学学术交流,吸引和培养气动声学研究高级人才的重要平台。

实验室的主要任务是:面向国民经济发展和国防建设的重大战略需求,以解决目前国民经济建设和国防建设的关键气动噪声问题为主要目标,聚集气动声学创新理论和前沿技术,利用依托单位现有的气动声学试验设施,重点研究气动噪声产生机理和传播特性,完善气动声学理论体系,取得降噪技术方面的创新成果,打造世界一流的气动噪声研究平台和创新研究团队,加快气动噪声研究领域的人才培养,积极推动国内气动声学学科的发展。

二、主要研究方向及内容

实验室近期的主要研究方向是:1)旋涡与分离流动噪声产生机理及传播特性,主要包括涡与固体或涡与激波相互作用的气动噪声产生机理及控制方法、机翼后缘噪声产生机理及控制方法、复杂流动环境下的噪声传播等内容。2)旋转机械噪声产生机理及控制技术,主要包括直升机旋翼、螺旋桨和涵道风扇的气动噪声产生机理及控制技术等内容。3)气动噪声数值模拟方法及实验测试技术,主要包括气动噪声数值模拟方法及应用研究、气动噪声源的识别与定位技术研究等内容。

三、2020年度资助范围及编号

(一)ANCL202001:旋涡与分离流动噪声产生机理及传播特性

旋涡与分离流动是空气动力学中最基本的流动现象。在气动噪声研究领域,由涡与流动分离引起的气动噪声广泛存在于航空飞行器的噪声问题中,是最普遍和最具代表性的一类噪声问题。对该方向的深入研究有助于提高航空飞行器的气动噪声控制水平。该研究方向包含的子方向为:

1ANCL20200101:湍流边界层、流动分离、旋涡等典型复杂流动的噪声产生机理及控制研究

研究内容:湍流、流动分离、旋涡等复杂流动产生的噪声问题广泛存在于航空飞行器当中,特别是旋涡与固体边界相互作用时导致的物面非定常压力会产生强的气动噪声,严重影响装备的品质,如飞机起落架噪声、直升机旋翼桨/涡干扰噪声、螺旋桨滑流与机翼之间的干扰噪声等。同时边界层湍流噪声也越来越突出,对水下航行体、飞机巡航状态等声品质产生重要影响。开展湍流边界层、流动分离、旋涡等典型复杂流动噪声研究有利于深入认识噪声机理,对指导装备降噪研究具有重要意义。

技术指标:典型非定常流动的气动噪声产生机理。

成果形式:学术论文、研究报告。

项目周期:1年。

2ANCL20200102:机翼及增升装置噪声机理及控制方法研究(重点方向)

研究内容:增升装置是民用飞机起降阶段最重要的噪声源,特别是缝翼与襟翼的局部结构产生的非定常流动会产生强的气动噪声,影响民用飞机适航取证。机翼后缘及机身边界层噪声也是民用飞机巡航阶段重要噪声源。针对民用飞机机翼及增升装置噪声特性,发展既不影响机翼及增升装置气动性能、又能显著降低气动噪声的主被动噪声控制方法,对于降低飞机噪声具有重要意义。

技术指标:典型增升装置噪声抑制效果不小于3dB,典型机翼噪声抑制效果不小于1dB

成果形式:学术论文、研究报告。

项目周期:2年。

3ANCL20200103声波在复杂大气环境中远距离传播特性研究(重点方向)

研究内容:直升机、无人机等低空飞行器辐射的声音频率低,波长大,传播不易受到一般障碍物的阻挡,传播距离远。但声波在复杂大气环境传播过程中易受到地形、地貌、气象等因素影响,声线会产生弯曲,严重影响声学测量准度,进而影响低空飞行器噪声评估效果。因此需开展声波远距离传播特性研究,发展高效数值预测方法,结合地形地貌、气象等条件,掌握声波远距离传播规律,建立声波远距离传播修正模型,为低空飞行器外场噪声特性评估提供技术支撑。

技术指标:在6公里距离噪声传播特性预测结果与文献或实测结果差值小于3dB

成果形式:学术论文、计算程序、研究报告。

项目周期2年。

4ANCL20200104:基于仿生学的气动与噪声综合优化技术研究

研究内容:生物在进化过程中,发展了特有的适合自身生存的能力。如猫头鹰柔性羽翼结构是猫头鹰能够实现超静音飞行的关键。鸟类柔性羽翼可随飞行状态发生改变从而能有效抑制分离流动,在增强其突风稳定的同时也能在很大程度上减小气动噪声。因此基于仿生学的气动噪声产生机理和控制方法研究是目前气动声学发展的重要方向。同时在仿生降噪优化过程中,气动性能损失是不允许的,在仿生优化设计过程中,必须考虑气动和噪声综合优化。

技术指标:在气动性能不下降情况下噪声抑制效果不小于3dB

成果形式:学术论文、研究报告。

项目周期:1年。

(二)ANCL202002:旋转机械噪声产生机理及控制技术

旋转机械高速运动过程中,旋转叶片与流动介质相互作用,产生复杂的流场结构和作用在叶片上的非定常气动力,这些复杂非定常现象产生强气动噪声,并会导致结构振动和应力疲劳。该研究方向包含的子方向为:

1ANCL20200201:旋转桨叶宽频尾迹干扰(BWI)噪声高精度预测研究

研究内容:当螺旋桨、直升机旋翼的旋转桨叶在中低拉力条件下宽频尾迹干扰(BWI)噪声变得越来越重要,特别是对于对转桨来说,宽频尾迹干扰(BWI)噪声是目前重要的研究对象。宽频尾迹干扰噪声是由前行桨叶或前排桨叶的尾迹与桨叶干扰产生,发展高精度流场和声场数值计算方法,准确预测宽频尾迹干扰及其噪声,对揭示宽频尾迹干扰(BWI)噪声机理,发展噪声控制措施具有重要意义。

技术指标:宽频尾迹干扰(BWI)噪声预测精度优于3dB

成果形式:学术论文、计算程序、研究报告。

项目周期:1年。

2ANCL20200202:复杂环境下远距离直升机噪声信号增强与提取技术研究

研究内容:直升机噪声外场远距离评估过程中,直升机辐射的噪声通常被外场环境噪声所淹没,影响直升机噪声评估精准度,需针对直升机噪声特性,开展远距离直升机噪声信号增强及提取技术研究,并重点研究极低信噪比条件下直升机噪声的提取技术,为有效评估直升机噪声特性提供理论支撑。

技术指标:复杂环境下直升机典型噪声信噪比提高10dB

成果形式:学术论文、计算程序、研究报告。

项目周期:1年。

3ANCL20200203:螺旋桨安装影响降噪优化研究(重点方向)

研究内容:螺旋桨推进系统的优点是推进效率高、滞空时间长、经济性好等,但由螺旋桨导致的振动和噪声是飞机面临的主要问题。对于翼吊方式安装的螺旋桨来说,螺旋桨产生的滑流与机翼相互作用,一方面影响飞机气动性能和操稳特性;另一方面会诱发机翼表面强气流脉动和噪声,强的气流脉动将会以结构振动的形式传入舱内,进一步增大螺旋桨飞机舱内的噪声。同时螺旋桨发动机安装位置不合理时会受机身流场或机头尾流影响,加剧螺旋桨非稳态噪声。因此需开展螺旋桨安装影响研究,掌握螺旋桨安装方式和位置对飞机气动噪声的影响规律,为螺旋桨飞机降噪研究提供支撑。

技术指标:优化螺旋桨安装位置,降噪效果不低于3dB

成果形式:学术论文、研究报告。

项目周期:2年。

4ANCL20200204航空发动机跨音风扇噪声产生机理及控制技术

研究内容:跨音风扇转子为航空发动机中主要的旋转部件,其叶片与来流湍流、叶片与机匣边界层及叶尖二次流动与激波相互作用而成为航空发动机中激波噪声和宽频噪声的主要声源。开展风扇转子激波噪声、来流湍流与转子干涉发声、叶尖间隙流动与激波相互作用发声等研究,对进一步揭示风扇转子噪声产生机理,发展相应噪声控制措施具有重要意义。

技术指标:风扇转子噪声预测精度优于3dB

成果形式:学术论文、计算程序、研究报告。

项目周期:1年。

(三)ANCL202003:气动噪声数值模拟方法及实验测试技术

气动噪声声学风洞试验是研究武器装备气动噪声最常用、最有效和最可靠的手段,发展先进的流场和声场测试技术,可以有效获取研究对象的非定常流场信息、噪声源分布和噪声传播特性,进而分析和理解气动噪声产生机理;气动噪声数值模拟技术目前已成为分析气动噪声问题的重要手段之一,发展高精度气动噪声数值模拟技术,对深入理解武器装备的气动噪声产生机理和发展气动噪声抑制措施具有重要意义。该研究方向包含的子方向为:

1ANCL20200301:基于深度学习的低空飞行器噪声辨识研究(重点方向)

研究内容:随着科技发展,目前各种多旋翼机、小型直升机等航模飞行器进入人类生活,在满足人类爱好的同时,也对人类生活安全带来重要影响,国内出现很多次航模影响飞机起降航线安全的事例。由于航模飞行器大多采用塑料材质,尺寸小,不易被雷达发现,但其飞行速度慢、高度低、噪声特征明显,非常适合于利用声音进行辨识。因此分析低空航模飞行器的噪声特性,发展基于深度学习的航模飞行器噪声辨识方法,对探测机场附近不明飞行物,确保飞机起降安全具有重要意义

技术指标:探测距离不小于3公里时,航模飞行器声信号检测率达到90%以上。

成果形式:低空航模飞行器声目标探测与识别方法。

项目周期:2年。

2ANCL20200302:运输机及高速列车等典型部件气动噪声高精度数值分析研究

研究内容:大型飞机和高速列车等气动噪声问题日益受到重视,增升装置、起落架等典型部件的气动噪声是飞机起降阶段的重要噪声源,车头裙板、受电弓、空调进风口等部件的气动噪声是高速列车的重点噪声源。需针对上述典型部件,建立其高效高精度数值模拟方法,开展气动噪声理论研究,分析其噪声特性(频谱特性、指向性、声源分布等),并揭示其在典型频率/频段的产生机理。

技术指标:噪声计算误差不大于3dB

成果形式:学术论文、研究报告。

项目周期:1年。

3ANCL20200303:高速射流冲击平板流动及噪声数值研究

研究内容:射流冲击问题广泛存在于机械制造、航空航天、化工产业等领域,在这些应用中,冲击噪声是一个严重的问题,尤其在火箭发射、航空母舰平台上飞机弹射起飞过程中,巨大的噪声伴随着高能射流产生,严重影响周围工作人员的健康。以射流冲击平板/斜板为例,准确模拟射流冲击过程,有助于深入理解射流冲击噪声产生的流动结构,为提高冲击噪声预测水平提供有益支持。这需要对亚声速到超声速下射流冲击平板/斜板的气动噪声产生机理进行深入研究。

技术指标:远场噪声预测误差小于3dB

成果形式:学术论文、研究报告。

项目周期:1年。

4ANCL20200304:高灵敏度MEMS传声器设计技术研究

研究内容:传声器是声学测量的核心部件,而MEMS传声器尺寸小,在航空航天领域具有广阔的用途,而MEMS传声器表头结构、工艺误差等对传声器性能有重要影响,系统开展MEMS传声器设计研究,构建传声器表头多尺度、多物理场耦合设计模型,建立MEMS传声器设计准则,为提升传声器测量精准度提供技术支撑。

技术指标:MEMS传声器表头芯片尺寸不大于1mm×1mm×1mm;灵敏度优于0.1ppm/hPa

成果形式:学术论文、研究报告。

项目周期:1年。

四、资助方式

重点实验室拟分年度受理开放课题申请。根据重点实验室的建设目标和研究方向,逐年扩充资助范围,对于取得重要进展的开放课题,将持续资助。

根据指南方向,实验室开放课题分为重点课题和常规课题,重点课题源自于指南中的重点方向,每个重点方向最多支持2项重点课题,重点方向也可支持常规课题。本年度每个常规开放课题资助强度为612万元,重点课题资助强度为1530万元。

常规课题研究周期为一年,具体时间为20209月至20219月;重点课题研究周期为两年,具体时间为20209月至20229月。

五、注意事项

1.本指南面向全国发布,自由申报、公平竞争、滚动支持。

2.开放课题申请书由本实验室学术委员会评审,重点实验室根据择优原则,确定受资助开放课题及资助金额,由重点实验室与申请者所在单位签订科研合同后执行。

3.开放课题申请人应具有博士学位或中级以上职称(含),每个申请者每年只能申报一个项目,其中常规课题申请人的年龄不超过40岁,重点课题申请人的年龄不超过45

4.申请者在填报申请书前,要认真阅读本指南。必须在本指南年度资助方向内进行选题,选题根据实验室三大方向的子方向的相关部分内容自主拟定课题名称,不需直接采用子方向题目。不符合项目指南的申请将不予受理。

5.为加强资助项目的学术交流,重点实验室每年将举办一次资助项目的年度学术交流会,并不定期地组织相关领域的学术研讨会。获资助课题负责人有义务参加重点实验室组织的上述学术交流活动。

6.获资助的常规开放课题,需在获得资助起两年内发表1篇以上的EI/SCI/ISTP检索文章;获资助的重点开放课题,需在获得资助起三年内发表2篇以上的EI/SCI/ISTP检索文章。在发表文章和申报成果时,完成单位必须包括气动噪声控制重点实验室(Key Laboratory of Aerodynamic Noise Control),其中发表论文时气动噪声控制重点实验室为第一作者完成单位,论文署名规则具体格式见附件1,并注明资助项目编号。没有按合同要求完成课题结题验收的课题承担者,或没有按合同完成文章发表要求的课题承担者,将暂停开放课题的申请资格,并保留向课题承担者所在单位追责的权利

7.课题研究内容原则上不涉密,保密审查由申请者所在单位自行负责。

8.开放课题申请书(模版见附件)由重点实验室管理办公室受理,受理截止日期2020830日。申请者须在830日前将申请书Word电子文档报送重点实验室管理办公室;同时准备好纸介质申请书一式3份,并加盖单位公章。

六、联系方式

人:黄  奔(0816-246122615280960100

    箱:ancloffice@163.com

七、附件

附件1发表论文署名规则

附件2:气动噪声控制重点实验室开放课题申请书(模版)

 

                                                                                                                                                                                                                         气动噪声控制重点实验室

  

                                                                                        二O二O年七月二十日