空化未出現(xiàn)時(shí),水下運(yùn)動(dòng)體的流動(dòng)噪聲以結(jié)構(gòu)噪聲、機(jī)械噪聲、儀器噪聲等為主,這些噪聲主要以多極子形式輻射,線譜與寬譜共存,且隨流速與環(huán)境壓力而變化。而空化一旦發(fā)生,水下運(yùn)動(dòng)體流動(dòng)噪聲的噪聲譜產(chǎn)生明顯變化。為研究水下高速運(yùn)動(dòng)體噪聲特性,以平頭回轉(zhuǎn)體為研究對(duì)象,基于流體體積（VOF）多相流、Schnerr&Sauer空化模型,建立了大渦模擬/Ffowcs Williams-Hawkings（LES/FW-H）耦合數(shù)值模型,并進(jìn)行了流場(chǎng)仿真和水洞實(shí)驗(yàn)研究,獲得了不同工況下水下運(yùn)動(dòng)體流噪特性。結(jié)果表明,水洞實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)空化數(shù)降低到0.8左右,才能明顯看到空泡形成;水洞壁面湍流擾動(dòng)所引起的噪聲為水下運(yùn)動(dòng)體流噪的主要來(lái)源;運(yùn)動(dòng)體流噪與速度和壓力有關(guān),速度越大,噪聲幅值越大;環(huán)境壓力越大,噪聲幅值也越大;運(yùn)動(dòng)體航行產(chǎn)生空泡后,其噪聲特性發(fā)生改變,流噪變得更為復(fù)雜,起伏變化更快。 

【文章來(lái)源】：南京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,44(02)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

流噪模型構(gòu)成和求解過(guò)程示意圖

本實(shí)驗(yàn)采用的是鈍頭體模型,頭部直徑為φ12 mm,圓臺(tái)部長(zhǎng)200 mm,直至腰部最大直徑φ50 mm,尾部為φ50 mm×400 mm圓柱。實(shí)驗(yàn)中,控制來(lái)流速度在6～10 m/s范圍,調(diào)節(jié)壓力,進(jìn)行空化數(shù)在0.2～0.8范圍內(nèi)的多種工況實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,同步測(cè)量了流速、壓力(壓力變送器組,P1、P2點(diǎn),仿真中加采P3點(diǎn))和空化數(shù)(依據(jù)流速和壓力計(jì)算所得),并進(jìn)行了高速攝影。2.2 仿真模型及網(wǎng)格

由于本文研究的運(yùn)動(dòng)體模型并不復(fù)雜,故而采用了2D Axisymmetric求解器,該求解器計(jì)算量等同于2D求解器,但具有比2D求解器更高的求解精度,能很好地滿足本文仿真模型的求解計(jì)算。水洞實(shí)驗(yàn)中,流速一般指的是水洞實(shí)驗(yàn)段中的流體速度。為此, 下文所提到的仿真和實(shí)驗(yàn)中的流速也指實(shí)驗(yàn)段的流速,而非該處速度入口的流速。2.3 空泡實(shí)驗(yàn)及仿真結(jié)果

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3472474