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水下航行器水动力噪声分离预报与研究
| 论文题名： | 水下航行器水动力噪声分离预报与研究 |
| 关键词： | 水下航行器;水动力噪声;分离预报;大涡模拟 |
| 摘要： | 近年来，声隐蔽性，作为水下航行器的重要性能指标，受到广泛关注。水下航行器噪声主要包括机械噪声和水动力噪声，是其隐藏性能的致命弱点。许多学者对水下航行器的机械噪声进行了研究，清楚地认识和了解其产生机理、传播和辐射性能等，并提出了许多有效的减震降噪的措施。然而，水下航行器的水动力噪声，包括流噪声和流激振动噪声，一直缺乏研究。本文对水下航行器水动力噪声进行了分离预报与研究，内容具体如下： 首先，根据噪声类别和水下航行器的主要结构，将水动力噪声分类为壳体流噪声、壳体流激振动噪声、螺旋桨流噪声、螺旋桨流激振动噪声，并介绍了文中噪声的预报方法，且对其进行了验证，探讨了外流域截断对噪声预报的影响。 其次，对壳体和螺旋桨三维流场进行了大涡模拟，然后利用 Lighthill声类比法对各类水动力噪声进行了分离预报，研究各类噪声沿轴向和横向的变化特性、辐射指向性及辐射声能量特性等。研究表明：各类噪声辐射规律在横向均关于水下航行器有着很好的对称性，且横向声能量要高于轴向，并随偏离航行器距离增大而减小；各类噪声的主要声能量依次分布在尾部翼板附近区域、水下航行器中部区域、螺旋桨附近区域、航行器前半部分区域；噪声声能量均随航速增大而增大，除了壳体流激振动噪声与航速呈三次关系，其他均与航速呈二次关系；适当增加航行器结构厚度可以降低航行器流激振动噪声。 最后，基于各类噪声，从总体上对水动力噪声进行了综合分析与研究。在低航速时壳体水动力噪声为主要，随着航速的增大，螺旋桨水动力噪声则成为主要；总体水动力噪声能量随航速增大而增大，并与航速呈二次关系。本文得到的规律，将为水下航行器减振降噪的设计提供详细的指导依据。 |
| 作者： | 刘继明 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 张涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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