بررسي عددي و تحليلي ضريب جذب صوتِ لاينر آكوستيكي جهت كاهش صوت موتور توربوفن

Numerical and Analytical Study of Acoustic Liner Absorption Coefficient to Reduce Turbofan Engine Noise

با توجه به الزامات زيست محيطي در كاهش نويز هواپيما، استفاده از لاينرهاي آكوستيكي در ورودي موتورهاي توربوفن امري رايج و ضروري مي باشد. اين لاينرها در هندسه هاي مختلف طراحي مي شوند. درك صحيح اثرات پارامترهاي مختلف در طراحي اين لاينرها بسيار ضروري مي باشد. در اين مقاله يكي از نمونه هاي رايج، لاينرهاي حفره اي تاشو (به صورت L شكل) مورد بررسي قرار گرفته است. مزيت اين هندسه كاهش فضاي مورد نياز براي به كارگيري لاينر ضمن حفظ عمق لاينر است. در مقاله حاضر از نرم افزار كامسول براي شبيه سازي عددي آكوستيك لاينر حفره اي تاشو در حالت دوبعدي استفاده شده و تاثير ارتفاع سلول هاي لانه زنبوري مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج شبيه سازي نشان مي دهد افزايش ارتفاع سلول هاي لانه زنبوري در فركانس هاي پايين ( f <1700 Hz) موجب افزايش ضريب جذب صوت مي شود، در حالي كه در فركانس هاي بالاي Hz 1700 ضريب جذب كاهش مي يابد و اين كاهش در فركانس هاي بالاي Hz 3500 بسيار زياد مي شود. بر مبناي نتايج شبيه سازي براي هندسه كلي در نظر گرفته شده در تحقيق حاضر ارتفاع mm 20 براي ارتفاع سلول هاي لانه زنبوري مقدار مناسبي است. همچنين، نتايج عددي به دست آمده با نتايج تجربي و تحليلي مقايسه شده است كه حاكي از صحت و دقت خوب نتايج شبيه سازي مي باشد. اين بدين معنا است كه شبيه سازي عددي دو بعدي لاينر آكوستيكي مي تواند در فاز طراحي اوليه لاينرهاي آكوستيكي و بررسي پارامتري مسئه هاي مشابه مورد استفاده قرار گيرد.

Due to environmental requirements in reducing aircraft noise, using acoustic liners at the inlet of turbofan engines is necessary. These liners are designed in different geometries. Understanding the effects of different parameters in the design of these liners is essential. In this paper, one of the common examples, folded cavity liners (L-shaped), is investigated. The advantage of this geometry is reducing the space required to use the liner while maintaining the liner's depth. In the present paper, Comsol Multiphysics to simulate the acoustic of folded cavity liners numerically, and the effect of honeycomb cell height is investigated. The simulation results show that increasing the height of honeycomb cells at low frequencies (f <1700 Hz) increases the sound absorption coefficient, while at frequencies above 1700 Hz, the sound absorption coefficient decreases, and this decrease is very high at frequencies above 3500 Hz. Based on the simulation results for the general geometry considered in the present study, a height of 20 mm is an appropriate value for the height of honeycomb cells. In the present study, the numerical results are compared with experimental and analytical results, indicating the simulation results' good accuracy. This confirms the use of 2D numerical simulation in the initial design phase of acoustic liners and the parametric study of a similar problem.