原文传递
三维刚性壁面空腔-圆柱凸体组合结构水动噪声研究
| 论文题名： | 三维刚性壁面空腔-圆柱凸体组合结构水动噪声研究 |
| 关键词： | 水下航行器;数值模拟;水动噪声特性;圆柱空腔-凸体组合结构 |
| 摘要： | 空腔、凸体及其组合结构是水下航行器表面上常见的结构。当水流经过这些结构时,会产生水动噪声,既影响搭载在其上的声学仪器的探测精度,又降低自身的声学隐蔽性,同时给海洋环境带来噪声污染,影响海洋生物的正常生长。目前关于单空腔及单圆柱凸体的气动噪声研究较多,但关于空腔—凸体组合结构的气动噪声和水动噪声的研究很少,且水动噪声有其不同于气动噪声的特点,因此开展空腔-凸体的水动噪声的研究很有必要。 本文根据水下航行器上搭载的天线、声通讯等的安装结构特征,将其简化为刚性壁面空腔-圆柱凸体组合结构,采用大涡数值模拟(LES)-Lighthill等效声源混合法研究该结构的非定常流动机制及水动噪声特性,为水下航行器的降噪技术提供理论指导。取得研究成果如下: (1)通过对圆柱空腔-凸体组合结构、单圆柱凸体、单圆柱空腔非定常流动机制及水动噪声特性的分析表明,对于圆柱空腔-凸体组合结构,由于圆柱凸体的存在减弱了腔体边界层的涡旋流动,至使组合结构的声辐射既不像单空腔结构表现出偶极子特性,也不像单圆柱凸体结构表现出四极子特性,而是介于偶极子和四极子之间。 (2)基于正交试验,对影响空腔-圆柱凸体组合结构水动噪声的因素进行了分析,结果表明,当水下航行器低速航行时,速度对组合结构水动噪声的贡献不显著,而高深比(圆柱凸体的高度与圆柱空腔的深度之比)则是影响组合结构水动噪声的主要因素,其次是直径比(圆柱凸体与圆柱空腔直径之比);方形空腔-圆柱凸体组合结构的水动噪声较圆柱空腔-凸体组合结构的水动噪声小。 (3)研究了圆柱空腔-凸体组合结构上游存在圆柱凸体结构时的流动机制及水动噪声特性,结果表明,当两圆柱中心距在3d(d为圆柱直径)以内时,上游圆柱凸体对其下游的组合结构水动噪声影响较大,当两圆柱中心距大于4d以后,上游圆柱凸体与其下游组合结构的相互作用逐渐减弱,表现出各自独立的流动特性及声辐射特性。 |
| 作者： | 朱光 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 王树新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
