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螺旋桨水动力噪声数值预报研究方法比较
| 论文题名： | 螺旋桨水动力噪声数值预报研究方法比较 |
| 关键词： | 螺旋桨;大涡模拟理论;水动力噪声;数值预报 |
| 摘要： | 本文首先对DTMB4119型螺旋桨及周围流场区域建模，在ICEM软件中进行网格划分，导入FLUENT软件数值计算，通过比较不同进速系数下计算数据与实验数据的螺旋桨敞水性能，检验计算设置的可靠性。得出结论：1）在进速系数 J为0.5、0.6、0.7、0.833、0.9、1.1六个工况时的推力系数KT、转矩系数KQ和敞水系数?0所绘制的曲线都与实验数据绘制的曲线高度吻合；2）以上这三组曲线在额定工况，即进速系数 J＝0.833时吻合得最好。 验证了FLUENT软件设置对螺旋桨性能计算的可行性和精确性之后，基于大涡模拟理论继续对螺旋桨的非定常流场特性进行探讨，得出结论：1）推力系数曲线脉动值均在-0.67附近波动；2）叶梢附近的速度最大，从叶梢到叶根处逐渐减小，桨轴处最小。随着桨轴向距离越大流场速度越小。螺旋桨压力面导边和随边的速度较大，桨叶叶背中心上次之，桨轴上最小，且随着径向距离增大而减小；3）螺旋桨表面压力范围为-73,100~82,000Pa，随边压力最大，导边次之，桨叶中心轴上最小；桨叶边缘上的湍流变化非常大。来流经过螺旋桨后产生漩涡，随着距离的增大漩涡逐渐减小最终消失。 大涡模拟计算完后，在此基础上继续进行声学计算，打开声学模块，选择FW-H方程，在该流场中一共设置14个接收器，其作用相当于水声实验中的水听器。得出结论：1）叶频数为30Hz，正好等于螺旋桨转速与叶片数的乘积，验证了FLUENT软件声学计算的准确性；2）螺旋桨辐射噪声在低频为离散谱噪声、高频为连续谱噪声；3）声压随着轴向距离的增大而衰减；4）以螺旋桨附近的包络面为声源面所计算出来的声压级（方案2）比以螺旋桨表面为声源面（方案1）所计算出来的声压级更大，增大的范围一般在20dB至50dB，平均值为36.35dB，两者的差别不可不及，本文分析认为方案2更合理。5）螺旋桨辐射的声压级指向性是上下对称的，且由于螺旋桨前后面的脉动压力不同导致声压级指向性在螺旋桨后方有一个突起。两种方案的指向性也存在不同点：方案2的声压级最小值大于方案1的声压级最大值；方案1在斜方向上的声压级大于直角方向上的声压级，而方案2在直角方向上的声压级大于斜方向上的声压级；方案1螺旋桨前后面辐射的声压级相差数值较大，方案2螺旋桨前后辐射的声压级相差数值较小。 |
| 作者： | 仲夏 |
| 专业： | 水声工程 |
| 导师： | 熊鳌魁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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