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圆球流噪声及绕流特性实验和仿真分析研究
| 论文题名： | 圆球流噪声及绕流特性实验和仿真分析研究 |
| 关键词： | 水下航行器;圆球绕流;流体力学;大涡模拟 |
| 摘要： | 现代水下航行器隐身性能好坏已成为其十分重要的一项性能参数，而利用各种手段预测水下航行器噪声已成为目前海军装备研究的重点与难点。流噪声作为水下航行器自噪声的主要噪声源之一，其强度随着航速的增加而迅速增加，而且随着螺旋桨噪声、机械噪声等的有效抑制，流噪声的影响将会进一步变大。因此开展水下航行器流噪声测试和仿真分析方法的研究，对改善高速水下航行器的水动力噪声特性具有重大意义。 本文以圆球为研究对象，利用理论预测和实验测量对圆球自由下落速度进行了研究，将两种方法得到的结果进行了比较和验证，为确定圆球运动雷诺数和水听器布放位置提供了依据。设计和开展了圆球湖上无动力下沉实验，在圆球达到匀速的水深处布置水听器监测圆球流噪声。为了降低环境噪声对圆球流噪声信号的干扰，采用基于 CEEMD的小波阈值去噪法对实验结果进行去噪处理，得到了反映圆球流噪声通过特性的时域信号，并对去噪后的流噪声信号进行了时域和频谱分析。采用基于动力SGS模型的大涡模拟对亚临界和超临界区域圆球绕流进行了计算，对圆球受力和流场进行了分析，并将计算得到的结果和其他学者的计算或实验结果进行了比较，比较结果显示本文数值计算的准确性。在此基础上，采用LES结合FM-H方法对计算所得的圆球流噪声进行频谱和声音指向性的分析。设计了湖上无动力下沉实验方案并测量了圆球的流噪声，避免机械噪声的干扰，降低了环境噪声的影响，使用大涡模拟并结合 FW-H对圆球绕流和流噪声进行了计算，为今后流噪声类实验测量和数值计算提供了新的思路和参考。 |
| 作者： | 胡政敏 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 张志国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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