【摘要】：熱動(dòng)力推進(jìn)裝置如今廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,例如航天航空領(lǐng)域的各類(lèi)飛行器、航海領(lǐng)域的各類(lèi)水中航行器等。熱動(dòng)力推進(jìn)裝置產(chǎn)生的尾氣通常會(huì)排放至周?chē)h(huán)境里,但這會(huì)產(chǎn)生很多不利的影響。尤其是采用該裝置的水中航行器的尾氣在水下排放時(shí),會(huì)產(chǎn)生氣泡航跡和排放噪聲,從而破壞了航行器的隱蔽性。尾氣水下排放是一個(gè)擁有復(fù)雜的氣液兩相流流動(dòng)并伴隨有強(qiáng)烈的輻射噪聲過(guò)程,受到了多種因素的共同作用,如排氣管結(jié)構(gòu)參數(shù)、航行參數(shù)等,其作用機(jī)理也仍未被探明。本文調(diào)研了相關(guān)的研究資料,利用數(shù)值仿真手段,并通過(guò)Mixture多相流模型、k-ε湍流模型等對(duì)與重力方向相反的水下排氣過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,將模擬得到的結(jié)果與文獻(xiàn)中的結(jié)果相比較,發(fā)現(xiàn)具有良好的吻合性。然后在此基礎(chǔ)上,模擬了航速、航深、排氣管徑及管形等因素作用下的尾氣水下排放過(guò)程,分析了其流場(chǎng)的氣相分布、壓力、速度、溫度等,從而獲得了其流場(chǎng)的變化規(guī)律。同時(shí)本文還采用了FW-H噪聲模型對(duì)尾氣水下排放噪聲進(jìn)行了預(yù)報(bào),獲得了其噪聲的變化規(guī)律。計(jì)算結(jié)果表明,在一定流量下,隨著排氣管管徑的增加,尾氣水下排放的流態(tài)從射流流態(tài)變成了氣泡流態(tài),流場(chǎng)脈動(dòng)也隨之減弱,排放噪聲在同一流態(tài)下則隨之增強(qiáng)。在排氣管橫截面的面積相同條件下,當(dāng)橢圓形排氣管長(zhǎng)軸與重力方向垂直時(shí),其尾氣水下排放流動(dòng)參數(shù)與圓形排氣管有很大的差異,排放噪聲也弱于圓形排氣管。航行器在不同航深下的尾氣水下排放流場(chǎng)基本都相似,但深水處的排放噪聲比淺水處要更強(qiáng)。當(dāng)航行器以某一固定航速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),其尾氣在水下形成了一條狹長(zhǎng)的氣體流動(dòng)通道,排放噪聲在低頻段要比靜水條件下更強(qiáng)。因此,本文研究結(jié)果對(duì)獲取抑制排放噪聲的方法具有重要的工程指導(dǎo)意義。
【圖文】：

目的和意義推進(jìn)裝置在航天、航空、航海等多個(gè)領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用，它具有功率大、燃料能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，，因此當(dāng)今的運(yùn)載火舶等大型裝備全部都是采用該裝置來(lái)獲得更高的航速和更遠(yuǎn)的裝置在提供大功率推力的同時(shí)，也會(huì)帶來(lái)一系列不利的影響，產(chǎn)生的尾氣排放問(wèn)題。尾氣一般都是排放至周?chē)h(huán)境中，這會(huì)尾氣排放至液體環(huán)境（如海水）中，還會(huì)產(chǎn)生其他的問(wèn)題。例推進(jìn)裝置多采用開(kāi)式循環(huán)熱動(dòng)力系統(tǒng)，使用該系統(tǒng)進(jìn)行航行時(shí)產(chǎn)生的高溫尾氣直接排入海水中，這將會(huì)形成氣泡航跡和產(chǎn)生航跡和排放噪聲對(duì)于水中航行器來(lái)說(shuō)，這將會(huì)破壞航行器自身事用途的攻擊型水中航行器，其尾氣排放所產(chǎn)生的氣泡航跡和航行器，從而進(jìn)行回避或采取其他防御措施；同時(shí)也易于暴露發(fā)到敵方的反潛武器反擊[3]。

第 1 章 緒論內(nèi)流動(dòng)和管外流動(dòng)的共同作用是在靜水條件下、淺水域研究速等影響因素的研究卻很少。耗時(shí)長(zhǎng)，花費(fèi)大。由于計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)開(kāi)始被廣泛地應(yīng)用于科理不失為一個(gè)有效的方式。究尾氣水下排放影響因素對(duì)管面對(duì)尾氣水下排放問(wèn)題進(jìn)行數(shù)響規(guī)律。本文尾氣水下排放的形排氣管對(duì)尾氣水下排放流場(chǎng)和的排氣管對(duì)尾氣水下排放流場(chǎng)和速下的尾氣水下排放流場(chǎng)和噪聲
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U661;TJ6

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉慧開(kāi);張勸華;趙小龍;王星宇;楊立;;水下排氣速度與溫度場(chǎng)的氣液兩相流數(shù)值模擬[J];四川兵工學(xué)報(bào);2015年11期

2 肖華攀;方婧;夏雷;方子帆;何孔德;高頻;;航行體水下動(dòng)力增壓排氣方案研究[J];三峽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年03期

3 王曉強(qiáng);樓京俊;李華;吳海平;朱石堅(jiān);;發(fā)動(dòng)機(jī)水下排氣噪聲預(yù)報(bào)研究(英文)[J];船舶力學(xué);2011年12期

4 郝宗睿;王樂(lè)勤;吳大轉(zhuǎn);戴維平;;噴管尺寸對(duì)水下噴氣噪聲特性影響的研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2011年06期

5 郝宗睿;王樂(lè)勤;吳大轉(zhuǎn);戴維平;;水下氣體噴射噪聲特性研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2010年09期

6 王樂(lè)勤;郝宗睿;吳大轉(zhuǎn);;水下氣體射流初期流場(chǎng)的數(shù)值研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2009年07期

7 ;THE RESEARCH ON HIGH-SPEED GAS JET OF ROCKET NOZZLE UNDERWATER[J];Journal of Hydrodynamics(Ser.B);2005年02期

8 馬霞,李建中,魏文禮,田嘉寧,方祥位;氣泡羽流的數(shù)值模擬[J];西安理工大學(xué)學(xué)報(bào);2001年01期

9 馬憲國(guó),陳之航,趙在三;動(dòng)力設(shè)備中蒸汽噴注噪聲的研究[J];動(dòng)力工程;1998年02期

10 張文平,張?zhí)煸?劉志剛,張志華,馬強(qiáng);柴油機(jī)水下排氣口氣液兩相流動(dòng)狀態(tài)研究[J];內(nèi)燃機(jī)工程;1996年03期

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1 苗天丞;浸沒(méi)式排氣的流動(dòng)與聲特性及其降噪方法研究[D];浙江大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2687982