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水下航行器疏水管道变压力工况下空化诱导流体噪声特性研究
| 论文题名： | 水下航行器疏水管道变压力工况下空化诱导流体噪声特性研究 |
| 关键词： | 水下航行器;疏水管路;变压力工况;空化诱导;流体噪声 |
| 摘要： | 空化是液压领域的复杂问题和技术难题，水下航行器的疏水管路中普遍存在着易于发生空化的结构，管路系统的进出水口压力因泵工作状态及潜深的改变而发生动态变化，这种变压力对空化演变过程及其诱导的流体噪声特性产生重要影响。目前对空化的研究多以定常压力为边界条件，忽视了非定常压力对空化及其诱导的流体噪声的影响。本文基于疏水系统易空化结构的物理模型，结合实际工况建立变压力数学模型，主要研究进出水口压力动态变化下的空化特性，分析其对空化噪声频谱特性的影响，并进行对应实验分析。主要进行工作如下： （1）基于空化物理模型，依据疏水管路变压力工况，建立变压力函数模型，仿真分析定常和非定常进出口压力对空化特性的影响，从而获得定常进出口压力对流道含气率、速度分布、压力分布特点和空化强度的影响，并进一步得出进出水口压力波动的幅度和频率对空化强度及周期性的影响结果。 （2）根据FW-H声学模型，仿真分析定常进出口压力和进出口压力波动频率对空化噪声特性的影响，以获得进出口压力对空化诱导流体噪声时域声压和频域声压级特性的影响结果，并结合变压力对空化流场压力分布特点和周期性的影响结果，分析变压力工况对流体噪声主频移动特性的影响。 （3）搭建空化诱导噪声信息采集实验台，对疏水管路空化噪声特性进行实验验证和分析。 仿真和实验结果表明：变压力影响了空化周期性及空泡发育尺度，进而影响了空化诱导的流体噪声频谱特性。压力波动频率越高，空化周期性越短，空泡尺度减小，空化噪声主频往高频移动。本文获得的变压力工况对空化周期特性及流体噪声频谱移动特性的影响结果，可为水下航行器疏水管路空化及其诱导流体噪声的监测、预报和抑制技术的研究提供一定的参考价值。 |
| 作者： | 刘建华 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 罗小辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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