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螺旋桨无空泡噪声的数值预报研究
| 论文题名： | 螺旋桨无空泡噪声的数值预报研究 |
| 关键词： | 螺旋桨;无空泡噪声;水下辐射噪声;水动力性能;低频离散谱噪声;数值预报 |
| 摘要： | 螺旋桨水下辐射噪声在舰船噪声声源中占据很重要的分量。螺旋桨在水下旋转，与周围流体相互作用，产生脉动力，从而向外辐射噪声。开展螺旋桨噪声的研究，对螺旋桨设计和潜艇隐身性能均具有重要意义。在螺旋桨无空泡噪声的预报中，关键是如何准确的计算出螺旋桨与周围流体相互作用产生的脉动力。本文采用数值模拟的方法对均匀流场中螺旋桨的水动力性能和无空泡噪声进行了研究与分析。 将流体动力学相关理论和声类比方程相结合，预报DTMBP4119桨的水动力性能和噪声，主要完成的工作如下: 螺旋桨的水动力性能的数值计算，在定常流场的模拟中，采用多重参考系模型，分别应用三种湍流模型计算了螺旋桨在四种工况下的推力和转矩，将数值结果与试验值比较得出，采用Reliablek-ε模型计算的结果更接近试验值。非定常流场的模拟，以Reliablek-ε模型定常计算的结果为初始场，采用滑移网格技术，单机并行计算了螺旋桨的水动力性能，将计算结果与试验值进行对比，得出采用滑移网格技术计算的结果最接近试验值。对螺旋桨表面压力分布、速度分布、尾流场的分布进行分析。 螺旋桨无空泡噪声的数值预报，无空泡噪声主要是由旋转噪声和涡流噪声所构成。旋转噪声尤为明显，由螺旋桨周期性旋转与流体相互作用产生的脉动力导致的，也被称为低频离散谱噪声，噪声的贡献主要集中在前五阶叶频内。首先以Reliablek-ε模型进行稳态计算，达到稳定后，进行瞬态计算直到动稳定后，通过FW-H声类比方程分别对0-10KHz的噪声和低频离散谱噪声进行了数值计算和分析。通过对0-10KHz无空泡噪声的数值分析得出:螺旋桨的无空泡噪声随着进速的增大而增大;同等进速条件下，螺旋桨的无空泡噪声随着远离桨轴中心距离的增大而减小。通过对低频离散谱噪声的数值分析得出:桨轴中心平面内沿径向总声压级在0.71R处最大，随着径向距离的增大，周向波动基本为定值;在轴向任一平面内，总声压级沿径向先增大后减小;随着轴向距离的增加，在同一平面内总声压级沿径向变化趋势平缓，且峰值出现的位置逐渐偏离桨轴中心;距离将轴中心越近，总声压级越大，桨轴中心平面的总声压级的幅值最大。 |
| 作者： | 张漫 |
| 专业： | 水声工程 |
| 导师： | 黎胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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