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原文传递螺旋桨水动力噪声特性研究

论文题名：	螺旋桨水动力噪声特性研究
关键词：	船舶推进装置;螺旋桨;水动力噪声;湍流模型
摘要：	螺旋桨被广泛地应用于船舶推进领域。随着对船舶安全性和舒适性要求的提高，各国都制定了严格的船舶噪声控制标准，所以开展具有理论和工程实际意义的螺旋桨水动力噪声研究是十分有必要的。本文以标准桨DTMB P4119为研究对象，基于CFD方法应用 FLUENT软件中的湍流模型并结合 FW-H声类比方程，分析了桨的水动力性能，并研究了其低于临界航速下的水动力噪声特性。　　首先，根据文献资料数据建立标准桨DTMB P4119的物理模型，利用FLUENT中常用的五个湍流模型（标准k-ε模型、RNG k-ε模型、带旋流修正k-ε模型、SST k-ω模型以及LES）对螺旋桨在敞水下的定常推力、转矩以及效率进行仿真计算研究。将仿真值与试验值进行对比分析，研究了每个湍流模型的计算精度、计算成本以及计算过程的稳定性。分析了边界层、网格数量和单元尺寸对计算精度以及计算成本的影响。　　第二，采用滑移网格模型，对螺旋桨在进速比为0.833工况下的非定常推力、水平力、垂向力以及转矩、水平弯矩和垂向弯矩进行了分析研究，同时分析了螺旋桨的流场、转数、进速等因素对螺旋桨水动力性能的影响。　　第三，研究了轴系振动对螺旋桨水动力性能的影响。建立了轴系分析模型，研究了轴系振动固有特性及响应特性，获取了轴系螺旋桨端的振动幅值、频率与相位，并将之引入螺旋桨水动力计算中，分析螺旋桨水动力的变化情况。结果表明，螺旋桨水动力频谱中带有轴系振动成分。　　最后，基于上述流场模拟结果，采用FW-H声类比方法对桨的水动力噪声进行计算，并研究了上述各因素对螺旋桨声场的指向性、总声压级分布以及声场中场点的声压特性的影响。
作者：	李红波
专业：	轮机工程
导师：	曹贻鹏
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文