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回转体微气泡减阻和噪声的数值研究
| 论文题名： | 回转体微气泡减阻和噪声的数值研究 |
| 关键词： | 船舶工程;噪声控制;微气泡;回转体模型;数值模拟 |
| 摘要： | 随着能源危机的出现,节能环保船型受到越来越多的学者的关注。通过向湍流边界层中注入微气泡是一种重要的方式来达到减阻降噪的目的。本文对在回转体的边界层中喷入微气泡进行减阻和噪声的数值模拟研究。微气泡的引入改变了回转体的边界层的湍流结构,对摩擦阻力和压差阻力都有影响。湍流结构的改变也影响了回转体壁面的脉动压力的分布和强度,对噪声也产生影响。本文计算了微气泡在不同喷入速度、喷入角度、相对速度比以及不同微气泡大小的情况下,微气泡对回转体的阻力的影响。在计算模拟时,采用欧拉模型的Mixture模型进行多相流进行计算,湍流模型采用κ-εRNG模型。在计算中采用了两种回转体模型。计算结果显示,微气泡的摩擦减阻率随着喷气速度的增加而增加,但当气泡量到达饱和后,不在随喷气速度增加而增加。在水流速度较高时,由于此时粘性阻力所占比例较小,微气泡的存在增加了压差阻力,使总的减阻下降。模拟中分别采用直径为0.001mm,0.01mm微气泡进行计算,结果显示在微气泡的直径对阻力的影响不大,可以忽略不计。在不同喷入角度下计算,在微气泡的喷入速度与水流垂直时,摩擦阻力减阻效果最好。本文采用FW-H声学模型计算了微气泡对回转体的流噪声的影响,在边界层中喷入微气泡使得自噪声有所增加,辐射噪声有所减小,但规律不明显,有待进一步研究。 |
| 作者： | 陈显文 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计与制造 |
| 导师： | 孙江龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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