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船舶螺旋桨无空泡噪声预报与分析
| 论文题名： | 船舶螺旋桨无空泡噪声预报与分析 |
| 关键词： | 船舶螺旋桨;面元法;大涡模拟;无空泡噪声 |
| 摘要： | 螺旋桨是舰艇的主要声源，也是最主要的水下噪声源，是衡量潜艇性能的重要指标，螺旋桨噪声对于环境的影响也日益受到人们的关注。随着低噪声螺旋桨设计方面的发展，使潜艇螺旋桨空泡的临界航速越来越接近于最大航速，同时伴随水声探测技术的进展，螺旋桨无空泡噪声问题成为具有重要意义并且亟待解决的问题。本文分别对螺旋桨无空泡状态下的离散噪声和宽带噪声进行了研究，并给出了相应的预报方法，并应用这些方法对非均匀伴流场中的螺旋桨无空泡噪声辐射的特性、影响因素和指向性进行了研究。具体完成了如下工作： 1、采用分步耦合的方法对螺旋桨无空泡离散噪声预报进行了研究，首先采用基于速度势的面元法和Farassat声学方程的耦合方法对螺旋桨无空泡离散噪声进行了预报，结果与文献结果做了比较，验证方法的有效性。为了考虑流体粘性的影响并对流场进行更真实的模拟，采用大涡模拟方法获得了螺旋桨流场信息，进而用FWH方程对噪声进行了预报，预报结果和实验结果进行了比较，证明该方法可以满足螺旋桨噪声预报的计算精度，并对载荷噪声的主要声源分布做了分析，计算了叶频的噪声指向性。 2、对螺旋桨无空泡宽带噪声的预报采用了两条技术路线，首先用基于片条理论和sears函数的方法求螺旋桨在各项均匀湍流中的桨叶随机脉动力，进而采用Lighthill声类比理论对螺旋桨宽带噪声进行了预估，将计算结果文献结果做了比较。第二部分，在基于RANS方法对流场进行模拟的基础上，用半经验宽带噪声模型分析了螺旋桨宽带噪声源的分布情况，并研究了螺旋桨侧斜对宽带噪声的影响。 3、在基于对螺旋桨无空泡噪声预报方法的分析基础上，选择基于面元法的螺旋桨噪声分析方法对螺旋桨几何参数对无空泡离散噪声的影响进行了分析，得到了几何参数变化和噪声变化趋势的关系。 4、采用基于LES数值模拟和CAA计算声学分步耦合的噪声预报方法，对螺旋桨无空泡离散噪声随距离增加的衰减特性进行了模拟研究，并进行了理论分析；对不同伴流条件下的螺旋桨离散噪声进行了计算，研究了伴流分布与桨叶相互作用对噪声辐射和指向性的影响。 |
| 作者： | 任选其 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 黄胜 |
| 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 |
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