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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:洪楚翔
研究生(外文):Chu-Hsiang Hung
論文名稱:發動機排氣尾管紊流分佈與噪音抑制之數值研究
論文名稱(外文):Numerical Study of Turbulent Distribution and Noise Suppression in the Gas Turbine Engine Exhaust Pipe
指導教授:吳文忠吳文忠引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:飛機工程系航空與電子科技碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:84
中文關鍵詞:發動機整流罩降低噪音外型變化波浪型尾管
外文關鍵詞:nozzleChevronnoisesubsonicsuppression
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在機場環境的要求中,目前發動機噪音是影響環境的重要因素之一,降低噪音的設備是必須的。發動機主要噪音跟排出的高溫高速噴流與外部低速冷空氣混合的程度有關,要使噪音降低,必須改善內部流與外部空氣混合比例,故本文討論如何在排氣面積相同情況下改善外型,可以使其達到排氣風量不變而降低噪音的效果。
本研究採用CFD套裝軟體Fluent進行模擬,為了提高其準確性,首先進行模擬與實驗數據進行比較其聲壓水平,經過驗證之後以推力八千磅噴射引擎當作設計原型,並討論三種外型變化的影響,有Wave、Chevron及Fold型,減少排出的高速氣流與外部空氣劇烈衝擊以降低噪音,探討外型變化後尾段的氣流紊流狀況及噪音的分佈情形,以Chevron型尾管降噪效果最佳,降噪效果約為8-13dB。
In the requirements of the airport environment. At present the engine noise is one of the important factors affecting the environment, noise reduction equipment is necessary. The main noise of the engine is related to the degree of mixing of the discharged high-temperature high-speed jet with the external low-speed cold air. To reduce the noise, it is necessary to improve the mixing ratio of the internal flow and outside air. Therefore, this study discusses how to improve the appearance of the same exhaust area, which can achieve the same exhaust air volume and reduce the noise effect.
In this study, CFD software Fluent was used for simulation. In order to improve its accuracy. First, the simulated and experimental data were compared for their sound pressure levels. After validation, a thrust eight-thousand-pound jet engine was used as the prototype design. And discuss the influence of three kinds of appearance changes. Have Wave, Chevron and Fold types. To investigate the distribution of appearance change after the tail section of the air flow turbulence and noise situation. The Chevron - type tail pipe has the best noise reduction effect. Noise reduction effect is about 8-13dB.
中文摘要... i
英文摘要... ii
誌謝... iii
目錄... iv
表目錄... vii
圖目錄... viii
符號說明... xii
第一章 緒論... 1
1.1前言... 1
1.2 研究動機... 2
第二章 文獻探討... 4
2.1數值模擬方法方面研究... 4
2.2尾管改良方面研究... 4
2.3聲學與噪音模式方面研究... 6
第三章 研究內容與方法... 7
3.1發動機外罩簡介... 7
3.2 排氣尾管幾何模型... 9
3.3 模擬空間選定... 9
第四章 數學模式與數值方法... 13
4.1數學模式... 13
4.1.1統御方程式與基本假設... 13
4.1.2 k-ε紊流方程式... 15
4.1.3 FW-H噪音方程式... 16
4.1.4 推力方程式... 17
4.2 數值方法... 17
4.2.1 離散化方式(Discretization)... 18
4.2.2 紊流模式... 19
4.2.3 隱式時間步進方法之演算法... 19
4.2.4 Roe通量差分解法(Roe Flux-Difference Splitting Scheme)... 20
4.2.5 收斂條件... 21
4.2.6 鬆弛因子設定... 21
4.2.7 計算與後處理... 21
4.3 網格... 22
4.4 邊界條件設定... 23
第五章 結果與討論... 24
5.1網格建置... 24
5.1.1尾管內部整體流場... 24
5.1.2尾管外部流場... 25
5.1 排氣尾管之OASPL曲線模擬之驗證... 25
5.2速度分析... 25
5.3紊流動能(Kinetic Energy)與紊流強度(Intensity)分析... 26
5.3.1圓型尾管... 26
5.3.2波浪型(Wave)尾管... 27
5.3.3鋸齒型(Chevron)尾管... 27
5.3.4皺褶型(Fold)尾管... 27
5.4 八千磅與一萬磅影響分析... 27
5.5 噪音分析... 28
5.5.1圓型尾管結果與分析... 28
5.5.2波浪型(Wave)尾管結果與分析... 28
5.5.3鋸齒型(Chevron)尾管結果與分析... 29
5.5.4皺褶型(Fold)尾管結果與分析... 29
第六章 結論與建議... 31
6.1結論... 31
6.2建議... 32
參考文獻... 76
Extended Abstract... 78
簡歷(CV)... 84
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