The effect of wing sweep on the transition, boundary layer displacement thickness and turbulent boundary layer trailing edge noise (TBL-TE) has been numerically investigated by using empirical airfoil self-noise model and CFD calculations. In present work, boundary layer change due to sweep effect is mainly concerned which could influence the TBL-TE noise. Transition effect is found out to be essential in boundary layer calculation. The Michel transition model is employed in current work and verified in several 2D and 3D cases; the influences of T-S wave and cross-flow instability for triggering transition are discussed. FLUENT as the CFD calculation tool in current study is validated and by using User Defined Function (UDF) the 2D and 3D information of transition location is imposed into FLUENT due to the lack of transitional model in itself. Additionally, the acoustic treatment of sweep effect is used for broadband noise calculation based on Ffowcs Williams and Hall's theory. As the investigation of the infinite swept wing at low angle of attack, the sweep effects are conducted in several aspects: pressure coefficient, transition location, velocity profiles in boundary layer, boundary layer displacement thickness and TBL-TE broadband noise. The results show that the sweep effect on the reduction of boundary layer displacement thickness is small compared with straight blade, which means the change of boundary layer does not contribute much to the TBL-TE noise. Final prediction of broadband noise is done and the result shows small reduction due to the boundary layer change, however, the acoustic correction of sweep effect should be considered which contributes about 2.3 dB reductions for broadband noise. At last the sweep effect in infinite zigzag wing was conducted to check the effect of sweep forward and sweep backward on transition and boundary layer displacement thickness.
난류경계층 끝전 소음에 대한 스윕 효과에 대해서 airfoil self noise 실험식과 CFD 해석을 통하여 수치적으로 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 스윕에 의해서 TBL-TE 소음에 큰 영향을 주는 경계층의 변화에 대한 연구를 수행하였다. 천이 위치가 경계층 계산에서 중요한 역할을 함을 보였고, Michel의 천이 모델을 2차원과 3차원에 문제에 대하여 검증하고 본 연구에 사용하였다. 또한, T-S 웨이브와 cross flow 불안정성이 천이에 미치는 영향에 대하여 기술하였다. 상용 CFD 코드인 Fluent에 천이 모델을 통해서 얻은 천이 위치를 사용자 함수를 이용하여 2차원과 3차원 문제에 적용하였다. Ffowcs Williams and Hall's 이론에 기반한 소음예측 모델에 대한 스윕 효과도 고려하였다. 낮은 받음각 infinite 스윕 블레이드에서 압력계수, 천이위치, 경계층 속도 분포와 경계층 배제두께의 변화를 스윕이 없을 때와 비교하였으며, 이를 통해서 스윕에 의한 경계층 두께의 변화가 소음에 영향을 줄 정도로 크지 않음을 보였다. 반면에 음향학적 스윕 효과는 약 2.3dB의 소음저감 효과를 보여 스윕에 의한 공력값의 변화보다는 음향학적 효과가 더 큼을 보였다. 마지막으로 날개가 지그재그 형태를 가지는 날개에 대하여 경계층 배제 두께 및 천이 위치 변화를 관찰하고, 이를 통하여 후향 스윕과 전방 스윕이 천이 및 경계층 배제 두께에 미치는 영향을 살펴보았다.
