如何让飞机更安静地飞行？

飞机大规模停飞是近两年热门而又司空见惯的话题；前有737MAX8由于安全性问题而被大规模停飞，后有新冠疫情造成航班的大幅减少，大量的飞机不得不堆积到停机场，有一些私营公司甚至在澳洲西部的干旱地区修建了专用停机场，做起了飞机仓储和维护保养的生意。

其实抛开前述的安全性问题和疫情影响，在历史上也有很多飞机停飞的先例，比如一项新的民航法规实施后，那些不符合新规的飞机就不得不被摁在地上。而据统计，自从民航组织发布了飞机的地面噪声标准之后，在世界范围内被迫停飞的飞机数量高达数千架之多。降低飞机气动噪声已成为适航取证的必备要求。

而在未来十年内，噪声认证水平将变得更加严格。越来越多的司法管辖区对机场的噪声限制，极大的制约了每小时的飞行次数、作业时间和允许的飞机规模。安静的飞机将减弱这些噪声限制的影响，为航空公司带来新的机会，同时改善机场与周边 区的关系。

来自不同飞机部件的噪声：起落架、襟翼、发动机风扇和喷流

由于微小的几何细节会对飞机的声音特征产生不同的影响，因此准确的噪声预测需要高保真的几何。SIMULIA流体解决方案提供了格子玻尔兹曼的计算流体动力学（CFD）求解器，不仅能够处理全细节的几何，也能够准确模拟湍流引起的噪声以及噪声向地面传播。在过去10年中与NASA的合作验证表明，这种先进的技术比传统的CFD能更准确地预测地面上的噪声特征。

低空飞行的飞机在地面上的感知噪声水平

SIMULIA PowerFLOW是基于格子玻尔兹曼算法的先进计算流体动力学软件。对于一个噪声预测的仿真流程来说，工程师首先通过软件包中的PowerDELTA进行快速的几何处理，然后使用PowerCASE算例设置。利用PowerCASE中的模板可快捷的进行算例设置。然后在PowerFLOW中同时计算飞机周围的气流和由此产生的噪声。

接下来，在后处理过程中，工程师可计算出远场噪声分析和有效感知噪声水平(EPNL)，并生成波束成形图，以识别和定位噪声源。然后，工程师可以制定优化方案，并根据需要修改几何形状，进行迭代计算分析。

飞机远场噪声对机场附近环境和人口中心的影响

随着噪声认证水平的提高和机场的噪声限制，飞机制造商将需要使用仿真方法，在设计的早期就能可靠地评估噪声指标。通过使用SIMULIA独特的CFD工具进行气动声学模拟，工程师可以在建造物理原型机之前，准确定位潜在的噪声源并进行设计优化。这将降低飞行测试和认证过程中出现噪声问题的风险，避免了可能发生的工程延误。SIMULIA解决方案助力飞机制造商降低设计成本，并设计出更安静、更具市场竞争力的飞机。