A Contra-Rotating Open Rotor Noise Reduction Methodology by Using Anhedral Blade Tip

In this paper, a novel Contra-Rotating Open Rotor (CROR) noise reduction methodology based upon the anhedral blade tip applied to the front blade is developed. Results indicate that anhedral blade tip can provide noise reduction over 60 deg. polar angle range in both upstream and downstream areas at takeoff condition. The noise reduction becomes more significant as the lean angle of anhedral blade tip increases, and the maximum noise reduction is over 4 dB. Further analysis shows that anhedral blade tip decreases the strength and size of blade tip vortex shed from the front blade, and reduces its interaction with the rear rotor, which decreases the fluctuation of loading acting on the rear rotor and its loading noise. Furthermore, the anhedral blade tip does not have strong effect on the aerodynamic performance of CROR at cruise.

Predicting broadband open rotor noise using analytical simulation

В работе представлено исследование аналитического метода расчета широкополосного шума взаимодействия турбулентного следа, сходящего с лопастей переднего винта, с лопатками заднего. Метод основывается на методе Амита. Нестационарная нагрузка на задний ротор моделируется с помощью теории тонкого профиля. Для вычисления аэродинамических сил используется теория полос. Турбулентный след задается моделью однородной изотропной турбулентности. Такая модель позволяет исследовать влияние количества лопаток, расстояния между винтами и скорости вращения винтов на образование широкополосного шума. В работе предложены алгоритмы расчета уровней звукового давления и звуковой мощности широкополосного шума, а также разработан программный комплекс, использующий среду и язык программирования MATLAB. Показано, что корректировка способа вычисления дискретных турбулентных волновых чисел приводит к уточнению предсказания шума в области 400-700 Гц. Увеличение пределов суммирования при вычислении бесконечных сумм сказывается на точности предсказания шума незначительно. The paper presents a study of the analytical method of broadband rotor-wake/rotor interaction (BRWI) in contrarotating open rotors calculation. The presented method is based on the Amit method. Non-stationary load on the rear rotor is modeled using thin profile theory. The theory of stripes is used to calculate aerodynamic forces. The turbulent wake is given by the homogeneous isotropic turbulence model. This model allows one to study the influence of the blades number, the distance between the rotors and the rotors rotation speed on the broadband noise formation. Algorithms for calculating the sound pressure levels and sound power of broadband noise are proposed. A software package was developed using the MATLAB environment and programming language. It is shown that the discrete turbulent wavenumbers correction for calculating improves the predictions of noise in the 400-700 Hz region. Increasing the summation limits when computing infinite sums has little effect on noise prediction accuracy.