本文關(guān)鍵詞：基于LES的螺旋槳寬帶噪聲數(shù)值預(yù)報(bào)方法研究

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【摘要】：螺旋槳噪聲是船舶三大噪聲源之一,并占據(jù)極其重要的位置。它不僅影響船員及游客的工作休息,對生態(tài)環(huán)境造成污染,而且直接關(guān)系到艦船的聲隱身能力。為提升螺旋槳聲學(xué)性能,噪聲數(shù)值預(yù)報(bào)方法是重要技術(shù)途徑之一。本文基于大渦模擬和聲學(xué)邊界元耦合方法,開展了螺旋槳寬帶噪聲數(shù)值預(yù)報(bào)方法研究。為建立噪聲數(shù)值預(yù)報(bào)方法,首先,對螺旋槳計(jì)算域大小、網(wǎng)格劃分策略進(jìn)行研究,與試驗(yàn)結(jié)果對比驗(yàn)證了可靠性。采用大渦模擬方法,結(jié)合動態(tài)Smagorinsky亞格子模型對螺旋槳非定常流場進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了槳葉表面的壓力脈動。其次,基于流場數(shù)值計(jì)算結(jié)果,以槳葉表面壓力脈動為聲源,結(jié)合聲學(xué)邊界元法進(jìn)行了螺旋槳寬帶噪聲數(shù)值預(yù)報(bào)方法研究,通過螺旋槳模型噪聲試驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算結(jié)果的可靠性,對影響噪聲計(jì)算結(jié)果的網(wǎng)格數(shù)量、計(jì)算時(shí)間步數(shù)、時(shí)間步長等因素進(jìn)行分析研究。考察了螺旋槳寬帶噪聲聲壓脈動特性、周向與軸向聲輻射規(guī)律、空間聲壓云圖與指向性,結(jié)果符合螺旋槳聲學(xué)特征。建立了螺旋槳寬帶噪聲數(shù)值預(yù)報(bào)方法。最后,采用建立的噪聲預(yù)報(bào)方法對不同工況寬帶噪聲及空間變化規(guī)律進(jìn)行了計(jì)算分析。與試驗(yàn)結(jié)果對比得到,在1.25kHz~4kHz頻段內(nèi),數(shù)值預(yù)報(bào)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,驗(yàn)證了該預(yù)報(bào)方法的可靠性。通過上述研究,本文建立了螺旋槳寬帶噪聲的三維整槳數(shù)值計(jì)算方法,為低噪聲螺旋槳聲學(xué)設(shè)計(jì)提供可靠的技術(shù)手段,具有重要工程意義。
【學(xué)位授予單位】：中國艦船研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U661.44;U664.33

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