水下对转桨无空化噪声调制理论分析与试验研究

水下对转桨无空化噪声由流场-桨叶相互作用引起,调制特性是水下对转桨无空化噪声的重要特征,本文研究了水下对转桨无空化辐射噪声调制机理。首先利用广义声类比方法得到了无空化条件下水下对转桨的远场声压谱,建立了水下对转桨无空化噪声的调制模型,然后数值仿真了模型对转桨无空化噪声的功率谱和调制谱,最后在空泡水筒中进行了模型对转桨的无空化噪声测量试验,数值仿真结果和试验验证了调制模型的准确性。该模型对于水下对转桨无空化噪声调制特性预报及目标识别具有重要价值.

伴流场中大侧斜桨无空化水动力和噪声的尺度效应分析(英文)

针对艇尾伴流场中大侧斜桨无空化水动力和水声性能的尺度效应问题,对几何相似但直径分别为250,500和1000mm的七叶大侧斜桨的无空化线谱噪声及其标准化谱曲线经验公式和总声压级进行了分析.噪声预报同时采用频域和时域计算2种方法.作为脉动噪声源的桨叶表面脉动压力和法向速度分布由URANS模拟得到.结果表明,在相同进速系数下3种尺度桨的0.7R截面压力系数分布重合度高;3个桨的推力脉动均能准确地反映出轴频和叶频信息,且中桨相对于小桨在叶频处的推力脉动幅值增量较大桨相对于中桨要大.2种噪声预报方法得到的大桨相对于小桨的总声级增量相差2.49dB;大桨和中桨标准化谱曲线较为一致,但与小桨差异明显.随着直径的增加,线谱谱级和总声级增量增加.建议应尽可能增大模型桨的几何尺度,以减小经验公式的预报误差和尺度效应影响.

导管桨方位推进器无空化噪声数值预报研究

为了准确计算导管桨方位推进器水下辐射噪声,文章以非均匀进流条件下实尺度导管桨方位推进器为研究对象,采用扇声源方法结合边界元方法对导管桨方位推进器无空化噪声进行了数值预报,并分析了导管桨方位推进器不同部件噪声对总噪声的贡献。结果表明:壁面脉动压力幅值最强位置主要集中在桨叶的导边以及导管内壁面靠近桨叶叶梢的部分;径向测点声源级最大值对应的频率为叶频,轴向测点噪声在三倍叶频处声源级最大;静止部件噪声是径向测点噪声的主要贡献者,旋转部件噪声是轴向测点噪声的主要贡献者;导管桨方位推进器总噪声对应的宽带声源级指向性呈椭圆形;采用扇声源方法结合边界元方法能够预报导管桨方位推进器无空化噪声,为导管桨方位推进器的噪声性能评估提供一个新方法。

基于流固耦合的AUV伴流对螺旋桨性能影响

自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)螺旋桨的运转通常是在非均匀流场中,其中以AUV航行时产生的尾部伴流为主。为了分析尾部伴流对螺旋桨水动力及噪声的影响,首先利用P 4 119螺旋桨验证双向流固耦合数值模拟的可行性、准确性,其次建立AUV与B型图谱桨耦合模型,对比2种工况下螺旋桨动力性能与无空化噪声分布情况。结果表明,在AUV尾部不均匀的来流影响下,螺旋桨所需提供的推力和转矩有所提高,此增幅在最高时分别可以达到83.77%和50.50%;相较于1倍叶频时伴流对螺旋桨噪声的微弱影响,2倍和3倍叶频时螺旋桨噪声在各个监测点的声压级相较均匀来流衰减了20~50 dB,并且导致2倍叶频时螺旋桨噪声的分布呈现无规则形。