Programas – NASA

As equipes de pesquisa do Glenn Research Center da NASA estão envolvidas no desenvolvimento de teoria e software para prever o ruído dos motores das aeronaves. Este software ajuda os engenheiros a projetar e analisar sistemas de propulsão de aeronaves novos e aprimorados. Cópias do nosso software podem ser solicitadas no Catálogo de Software da NASA.

O desenvolvimento de códigos de previsão de ruído de jato é multifacetado. Como JeNo prevê o ruído do jato usando a Analogia Acústica de Lilley e as soluções de fluxo médio de um código Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS), previsões acústicas precisas dependem de previsões aerodinâmicas precisas. É por isso que a modelagem de fontes acústicas e a modelagem de turbulência, juntamente com o desenvolvimento de sistemas avançados de medição, são as principais áreas de pesquisa em previsão de ruído de jato na NASA Glenn. Esquemas de previsão de ruído de jato baseados em RANS baseados na Analogia Acústica de Lilley oferecem respostas relativamente rápidas em comparação com aqueles de métodos alternativos como Simulações de Grandes Redemoinhos (LES) ou Simulação Numérica Direta (DNS).

O código de previsão de ruído do jato JeNo calcula a densidade espectral do som de campo distante produzida por jatos axissimétricos em um local de observador e faixa de frequência especificados pelo usuário. Atualmente, JeNo foi validado para jatos axissimétricos subsônicos e supersônicos não aquecidos. Cópias do código JeNo podem ser solicitadas no Catálogo de Software da NASA.

O desenvolvimento do código MGBK precedeu JeNo. Pesquisadores do GRC da NASA usaram o MGBK para prever tendências no ruído dos jatos em bicos de escapamento complicados de motores de aeronaves. O MGBK foi usado para analisar os benefícios de redução de ruído das divisas – serrilhas na borda dos bicos do turbofan – que são um local familiar em muitos motores de aeronaves comerciais hoje. Cópias dos códigos MGBK podem ser solicitadas no Catálogo de Software da NASA.

Baseado em modelos simplistas de fluxo e geometria do ventilador, o V072 provou ser útil no estudo do ruído de tom de interação rotor/estator. Quando você precisa projetar um estágio de ventilador de baixo ruído, as previsões de nível de ruído do V072 podem ajudá-lo a fazer escolhas inteligentes para parâmetros de projeto importantes, como contagens de pás e palhetas, espaçamento rotor-estator e varredura e inclinação das palhetas do estator. Quando você busca estimativas rápidas de ruído no início do ciclo de projeto, o V072 pode ser sua ferramenta preferida. Cópias do V072 podem ser solicitadas no Catálogo de Software da NASA.

Levando a previsão de ruído de interação rotor/estator para o próximo nível, o TFaNS não apenas pode calcular os níveis de ruído de tom gerados pela interação rotor/estator, mas também pode levar em conta os efeitos de acoplamento acústico da fileira de pás, como transmissão e reflexão, e pode propagar esses tons para o campo distante. Assim como o V072, o TFaNS é executado rapidamente e pode ser usado nos estágios iniciais do projeto para estudar tendências. Cópias do TFaNS podem ser solicitadas no Catálogo de Software da NASA

Quando modelos simples são simples demais, uma análise com o Linflux oferece o poder de estudar fluxos 3D e geometrias de lâminas realistas. Comparado com V072 e TFaNS, o Linflux requer significativamente mais recursos computacionais, uma vez que modela muito mais a física envolvida. O Linflux prevê o ruído do tom do rotor/estator e, como todo o software desenvolvido pela NASA Glenn Acoustics Branch, foi rigorosamente validado com base em dados experimentais. Cópias do Linflux podem ser solicitadas no Catálogo de Software da NASA.

Usando estimativas de intensidade de turbulência e escala de comprimento característico como entrada, o BFANS pode ser usado para calcular o ruído de banda larga gerado pela turbulência que atinge as bordas dianteiras das pás do rotor e das palhetas do estator. Cálculos com BFANS, combinados com dados experimentais de testes em instalações como o túnel de vento de baixa velocidade de 9’x 15′ da NASA Glenn, podem ser usados ​​para localizar os componentes mais barulhentos em um estágio de ventilador. Cópias do BFANS podem ser solicitadas no Catálogo de Software da NASA.

RSI é um código de computador para calcular o espectro de ruído de banda larga produzido como resultado da interação da turbulência da esteira do rotor do ventilador com as palhetas guia de saída do ventilador. O software calcula os espectros de potência acústica a montante e a jusante do estator modo a modo em cada frequência de interesse, fornecendo informações sobre as características da turbulência incidente. As frequências alvo são arbitrárias e não precisam ser harmônicas da frequência de passagem das pás do ventilador. Cópias do RSI podem ser solicitadas no Catálogo de Software da NASA.

O ruído da hélice pode ser fortemente afetado por qualquer influxo que leve a uma carga instável da pá. O código WOBBLE calcula o ruído associado a hélices com ângulo de entrada variável e prevê a diretividade axial e circunferencial. O ângulo de entrada é especificado em termos dos ângulos de guinada, inclinação e rotação da aeronave. O modelo acústico é exato e leva em conta todas as fontes instáveis, como espessura e efeitos de carga das pás. Cópias do WOBBLE podem ser solicitadas no Catálogo de Software da NASA.

Múltiplos ruídos de tom puro (também conhecidos como ruído de “serra circular”), criados por choques bloqueados do rotor presentes quando a velocidade da ponta da pá do ventilador é supersônica, podem ser estimados com o código MPT. Os códigos MPT também usam previsões de fluxo de um código Computational Fluid Dynamics (CFD) como entrada. Esta ferramenta pode ser usada por engenheiros para estudar os efeitos reais da diferença entre lâminas causada durante a fabricação (variações de fabricação) ou durante a operação a quente (ângulo de ajuste da lâmina e variações de destorção). Cópias do código MPT podem ser solicitadas no Catálogo de Software da NASA.

Desenvolvido pela Allison Engine Company sob contratos com o Glenn Research Center, o ADPAC resolve fluxos internos/externos fortemente acoplados por meio de motores turbofan de duto curto de conceito futuro. ADPAC é uma de nossas ferramentas flexíveis de CFD validadas. As características dos problemas que podem ser modelados com ADPAC incluem: componentes 2D/axisimétricos/3D/mistos, estáveis/instáveis, invíscidos/viscosos, rotativos/não rotativos/mistos, com sangramentos, vazamentos e injeção. ADPAC foi desenvolvido especificamente para análise aerodinâmica de sistemas de propulsão Cópias do código ADPAC podem ser solicitadas no Catálogo de Software da NASA.

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