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SIMULIA一文读懂系列|面向航空降噪设计的PowerFLOW仿真路径

行业新闻 2025-07-02

随着航空出行需求持续增长,噪声污染问题正受到越来越多的关注。国际民用航空组织(ICAO)不断收紧噪声排放标准,欧洲“Flightpath 2050”计划则明确提出:到2050年飞机噪声需在2000年基准上降低65%。与此同时,主要枢纽机场也相继出台更为严格的降噪政策,将噪声水平与起降费用挂钩。

面对日益严苛的监管要求和公众对生活质量的期待,从大型客机到新兴的eVTOL(电动垂直起降飞行器),更安静的飞行不再是选择题,而是每一款航空产品必须达成的设计目标。

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航空降噪的现实挑战

目前航空业在降噪方面面临两大难题。

一方面,传统的飞行噪声测试大多安排在设计周期后期,难以对早期设计提供反馈。飞行测试成本高昂、周期漫长,一旦进入原型验证阶段,产品调整的灵活性已大大降低。

另一方面,新一代飞机推进技术,例如开式转子系统、城市空中出行(UAM)构型等,在提升效率的同时,也带来更复杂的气动噪声源。以GE36为代表的开式转子发动机方案曾因无法有效控制噪声而被搁置。如今,这类构型若想重新进入主流市场,必须在设计初期就明确应对气动噪声的方案。

因此,从设计伊始即引入高精度仿真技术,对噪声源进行建模、分析和优化,已成为推动更安静航空设计的关键抓手。


基于格子玻尔兹曼法的高保真仿真方法

达索系统SIMULIA PowerFLOW平台基于格子玻尔兹曼方法(LBM),为航空气动噪声建模提供全新解法。

与传统CFD方法相比,LBM具备三大显著优势:


01

支持复杂几何建模,无需对飞机结构进行大幅简化,预处理效率显著提升;

02

可准确捕捉湍流中的非定常特性,数值耗散极低,适用于直接声学模拟;

03

在保持LES(大涡模拟)级别精度的同时,计算速度提升1-2个数量级,适合大规模飞行工况下的快速验证。

借助LBM方法,设计团队可在飞机概念设计早期识别并优化关键噪声源,避免后期返工,提高整体开发效率。


模板化流程,加速降噪评估

在实际项目中,SIMULIA PowerFLOW通过模板化工作流程覆盖了多种典型航空降噪场景,包括:


01

起落架与高升力装置噪声;

02

开式转子与传统喷气式推进系统的排气噪声;

03

多旋翼构型eVTOL飞行器的城市环境声学分析;

04

无人机飞行器的噪声足迹建模与优化。

这些工作流程均经过系统验证,涵盖全自动网格划分、预处理设置与后处理分析,帮助用户快速部署高保真气动声学仿真,降低学习成本与工程资源投入。

此外,仿真平台还支持与结构模态分析联动,实现对声源激励机制与结构响应之间耦合关系的深入理解。这对提升噪声控制策略的针对性具有重要价值。


以仿真为驱动,加速更安静航空的实现

在航空工业加速迈向可持续飞行的进程中,仿真技术正在从“验证工具”转变为“设计决策引擎”。通过将先进仿真手段前移至研发早期,制造商不仅可以在更低成本下完成噪声性能验证,还能在设计方案上做出更具前瞻性的选择。

在这一转变中,SIMULIA PowerFLOW正助力航空企业应对复杂的eVTOL构型、开式推进方案与城市飞行环境所带来的声学挑战,推动行业在满足监管要求的同时,为乘客和城市居民带来更静谧的飞行体验。

通格创智是达索授权代理商,如果您对达索系统SIMULIA PowerFLOW感兴趣,可来电联系我们:400-112-8028

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