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水下航行体流场结构拓扑分析和流动噪声数值模拟
| 论文题名： | 水下航行体流场结构拓扑分析和流动噪声数值模拟 |
| 关键词： | 水下航行体;流场结构;拓扑分析;数值模拟;流动噪声 |
| 摘要： | 水动力噪声是水下航行体的主要噪声源之一，其源于流动直接发声和流激结构振动发声两类形成机理。通过流场控制直接控制水动力声源、振源的形成，是控制水动力噪声的有效方法。以流动噪声控制为目的的流场控制，通常需要首先做出流动声源、振源辨识，即确定引起水动力噪声的声源、振源的位置和区域，及其形成机理；然后才能针对性地采用各种主被动流场控制方法，消除或减弱形成声源、振源的流动结构，从而从源头上减振降噪。 本文以SUBOFF潜艇模型为算例，对其AFF-2状态（艇身+围壳）下的流场、等效声源场和流体动力声场做出了精细数值模拟，即：首先应用CFD软件FLUENT，基于大涡模拟方法计算了多雷诺数下SUBOFF模型绕流场；然后应用自编的流动结构拓扑分析计算程序，对涡流场拓扑结构做出了精细显示和分析；最后应用声学软件 ACTRAN，基于CFD/CHA多步骤混合方法，计算了等效声源场和声场。 本文结果表明：（1）应用FLUENT和ACTRAN，能对一定几何尺度和雷诺数的水下航行体的流动声源，在一定频率范围内做出准确辨识；（2）对于工程实际中大量出现的三维、不定常复杂流动，拓扑分析是流动显示与分析、以及流动声源辨识强有力的手段，为进一步的流场控制提示了定性方案；（3）应用ACTRAN，用有限元法数值求解Lighthill方程，可以得到符合物理规律的流动声场计算结果。 |
| 作者： | 张旭 |
| 专业： | 水动力 |
| 导师： | 唐科范 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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