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申请/专利权人：西北工业大学;中国航发湖南动力机械研究所

摘要：一种面向高效低噪声对转桨扇的设计方法，包括如下步骤：步骤1：基于原始构型计算巡航、起飞设计工况下的三维流场；步骤2：基于三维流场，选取桨扇上巡航激波强、起飞前缘分离泡大的径向位置的翼型作为设计对象，在设计工况下，以减小翼型巡航和起飞阻力为目标，以翼型最大厚度不减小为约束，开展翼型优化设计，获得优化后的翼型；步骤3：将优化翼型装配至对转桨扇的前后桨上，并根据前桨桨尖涡对后桨进行剪切，获得新的三维对转桨扇外形；再以该三维对转桨扇为原始外形，开展对转桨扇桨叶气动与噪声耦合优化设计，获得优化后的对转桨扇桨叶。本发明可以有效降低设计变量数目，且能够针对对转桨扇实现气动、声学多目标多学科的优化。

主权项：1.一种面向高效低噪声对转桨扇的设计方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：基于对转桨扇原始三维模型，设定三维设计工况，包括巡航设计工况和起飞设计工况；在所述三维设计工况下开展对转桨扇的流动数值模拟，获得三维设计工况下的流场模拟结果；基于流场模拟结果获取对转桨扇的关键流态特征；所述关键流态特征包括激波强度、前缘分离泡大小及其所在位置；步骤2：根据步骤1所获取的关键流态特征，在对转桨扇桨叶上，选择巡航设计工况下存在激波、起飞设计工况下存在前缘分离泡的径向区域的二维截面翼型作为设计对象；基于步骤1设定的三维设计工况，根据二维与三维流态相似的要求，确定二维翼型设计工况;所述二维翼型设计工况包括巡航状态和起飞状态各自对应的马赫数、攻角、雷诺数和设计升力系数；并在所述二维翼型设计工况下，以减小二维翼型巡航阻力和起飞阻力为目标，以二维翼型最大厚度相对原始翼型不减小为几何约束，开展对转桨扇的桨叶二维翼型优化设计，获得优化后的翼型；步骤3:将步骤2获得的优化翼型装配至对转桨扇三维模型的前后桨叶上，并根据步骤1获得的三维设计工况下的流场模拟结果，确定前桨桨尖涡对后桨的干扰区域，依据所述干扰区域对后桨进行剪切，获得新的对转桨扇三维模型；再以所述新的对转桨扇三维模型为优化的原始构型，在三维设计工况下，以降低对转桨扇功率为目标，以对转桨扇拉力相对原始构型不降低为气动约束，以三维设计工况中的起飞设计工况下，前桨尾迹中熵不增加为声学约束，开展对转桨扇桨叶的兼顾巡航和起飞的气动与噪声耦合优化设计，获得优化后的对转桨扇桨叶。

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