MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■0820  ▼a300
■1001  ▼aGan,  Ze  Feng.
■24510▼aTime-Varying  Noise  of  Electric  Multirotor  Aircraft
■260    ▼a[Sl]▼bThe  Pennsylvania  State  University▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a122  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-01,  Section:  B.
■500    ▼aIncludes  supplementary  digital  materials.
■500    ▼aAdvisor:  Brentner,  Kenneth  S.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--The  Pennsylvania  State  University,  2025.
■520    ▼aThis  dissertation  quantified  time-varying  noise  levels  of  multirotor  electric  aircraft  such  as  unmanned  aerial  vehicles  (UAVs)  and  manned  electric  vertical  take-off  and  landing  (eVTOL)  aircraft.  Signal  processing  of  flight  tests  and  anechoic  chamber  measurements  of  hexacopter  UAVs  found  the  amplitudes  of  multirotor  broadband  noise  modulation  to  be  significant.  This  modulation  amplitude  of  noise  levels  was  strongly  affected  by  small-amplitude  stochastic  fluctuations  in  rotor  rotation  speeds  commanded  by  the  flight  controller,  which  are  not  typically  considered  in  rotorcraft  noise  predictions.  Measured  rotor  rotation  speeds  were  found  to  follow  Gaussian  distributions  about  the  set  point  commanded  by  the  flight  controller,  resulting  in  measured  blade  azimuthal  phase  offsets  between  rotors  following  a  uniform  random  distribution.  These  state  variable  variations  caused  noise  variations  not  only  in  time,  but  between  repeated  measurements  under  the  same  conditions.  Accordingly,  a  noise  prediction  methodology  was  developed  to  characterize  these  noise  variations  for  multirotor  aircraft,  given  the  probability  distribution  of  input  states  and  the  time-varying  noise  of  a  single  rotor.Closely-spaced  rotation  speeds  of  different  rotors  caused  acoustic  interactions  known  as  beats.  Beating  effects  were  found  to  be  significant  for  multirotor  aircraft  in  repeated  measurements.  Although  beats  occurred  in  all  trials,  since  rotor  rotation  speeds  varied  between  repeated  trials,  the  resulting  noise  modulation  frequencies  and  amplitudes  also  varied  between  repeated  trials.  Amplitude-modulated  broadband  noise  signals  with  closely-spaced  modulation  frequencies  caused  significantly  audible  beating  effects,  even  though  only  tonal  beats  are  considered  in  the  literature.  Tonal  beats  of  more  than  two  rotors  generated  significant  values  for  the  sound  quality  metric  of  fluctuation  strength.  These  multirotor  tonal  beats  were  characterized  using  the  highest  beat  frequency  when  considering  differences  in  blade  passage  frequency  between  all  rotor  pair  combinations.  The  resulting  variation  of  modulation  amplitude  between  consecutive  beat  periods  was  characterized  over  the  fundamental  period  of  the  modulation,  which  consisted  of  the  least  common  multiple  of  all  beat  periods.Synchronizing  the  phase  offsets  between  rotors  significantly  reduced  the  amplitude  of  broadband  noise  modulation,  as  well  as  beating  effects.  If  such  synchrophasing  control  is  not  implemented,  the  work  in  this  dissertation  demonstrated  that  rotorcraft  aeroacoustic  analysis  should  consider  not  only  time  variation  of  noise  levels,  but  also  effects  of  the  flight  controller  and  the  resulting  variations  in  the  noise  modulation  between  repeated  flights.
■590    ▼aSchool  code:  0176.
■650  4▼aMonte  Carlo  simulation
■650  4▼aRussia-Ukraine  War
■650  4▼aHelicopters
■650  4▼aFourier  transforms
■650  4▼aBandwidths
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■650  4▼aCertification
■690    ▼a0986
■71020▼aThe  Pennsylvania  State  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-01B.
■790    ▼a0176
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17358654▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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