螺旋槳無(wú)空泡噪聲的數(shù)值預(yù)報(bào)研究.pdf

1、螺旋槳水下輻射噪聲在艦船噪聲聲源中占據(jù)很重要的分量。螺旋槳在水下旋轉(zhuǎn)，與周?chē)黧w相互作用，產(chǎn)生脈動(dòng)力，從而向外輻射噪聲。開(kāi)展螺旋槳噪聲的研究，對(duì)螺旋槳設(shè)計(jì)和潛艇隱身性能均具有重要意義。在螺旋槳無(wú)空泡噪聲的預(yù)報(bào)中，關(guān)鍵是如何準(zhǔn)確的計(jì)算出螺旋槳與周?chē)黧w相互作用產(chǎn)生的脈動(dòng)力。本文采用數(shù)值模擬的方法對(duì)均勻流場(chǎng)中螺旋槳的水動(dòng)力性能和無(wú)空泡噪聲進(jìn)行了研究與分析。
　　將流體動(dòng)力學(xué)相關(guān)理論和聲類(lèi)比方程相結(jié)合，預(yù)報(bào)DTMBP4119槳的水動(dòng)力性

2、能和噪聲，主要完成的工作如下:
　　螺旋槳的水動(dòng)力性能的數(shù)值計(jì)算，在定常流場(chǎng)的模擬中，采用多重參考系模型，分別應(yīng)用三種湍流模型計(jì)算了螺旋槳在四種工況下的推力和轉(zhuǎn)矩，將數(shù)值結(jié)果與試驗(yàn)值比較得出，采用Reliablek-ε模型計(jì)算的結(jié)果更接近試驗(yàn)值。非定常流場(chǎng)的模擬，以Reliablek-ε模型定常計(jì)算的結(jié)果為初始場(chǎng)，采用滑移網(wǎng)格技術(shù)，單機(jī)并行計(jì)算了螺旋槳的水動(dòng)力性能，將計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比，得出采用滑移網(wǎng)格技術(shù)計(jì)算的結(jié)果最接近試

3、驗(yàn)值。對(duì)螺旋槳表面壓力分布、速度分布、尾流場(chǎng)的分布進(jìn)行分析。
　　螺旋槳無(wú)空泡噪聲的數(shù)值預(yù)報(bào)，無(wú)空泡噪聲主要是由旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲所構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)噪聲尤為明顯，由螺旋槳周期性旋轉(zhuǎn)與流體相互作用產(chǎn)生的脈動(dòng)力導(dǎo)致的，也被稱(chēng)為低頻離散譜噪聲，噪聲的貢獻(xiàn)主要集中在前五階葉頻內(nèi)。首先以Reliablek-ε模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)計(jì)算，達(dá)到穩(wěn)定后，進(jìn)行瞬態(tài)計(jì)算直到動(dòng)穩(wěn)定后，通過(guò)FW-H聲類(lèi)比方程分別對(duì)0-10KHz的噪聲和低頻離散譜噪聲進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算和分析

4、。通過(guò)對(duì)0-10KHz無(wú)空泡噪聲的數(shù)值分析得出:螺旋槳的無(wú)空泡噪聲隨著進(jìn)速的增大而增大;同等進(jìn)速條件下，螺旋槳的無(wú)空泡噪聲隨著遠(yuǎn)離槳軸中心距離的增大而減小。通過(guò)對(duì)低頻離散譜噪聲的數(shù)值分析得出:槳軸中心平面內(nèi)沿徑向總聲壓級(jí)在0.71R處最大，隨著徑向距離的增大，周向波動(dòng)基本為定值;在軸向任一平面內(nèi)，總聲壓級(jí)沿徑向先增大后減小;隨著軸向距離的增加，在同一平面內(nèi)總聲壓級(jí)沿徑向變化趨勢(shì)平緩，且峰值出現(xiàn)的位置逐漸偏離槳軸中心;距離將軸中心越近，總