本文關(guān)鍵詞：船用螺旋槳葉片振動(dòng)噪聲分析研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在船舶與海洋工程領(lǐng)域,螺旋槳水下噪聲是一項(xiàng)重要的研究課題,它涉及到船舶的穩(wěn)定性、安全性、舒適性和隱身性能。螺旋槳水下噪聲按其產(chǎn)生的原因可分為流體動(dòng)力噪聲和葉片振動(dòng)噪聲。 目前,學(xué)者對(duì)螺旋槳葉片振動(dòng)噪聲數(shù)值計(jì)算分析的研究還少有涉及。本文討論了螺旋槳葉片振動(dòng)噪聲的數(shù)值模擬,完成的主要工作如下： 把螺旋槳原始型值點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行編程導(dǎo)入建模軟件進(jìn)行三維實(shí)體建模,利用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)方法在FLUENT中模擬了螺旋槳敞水性能并與文獻(xiàn)中的試驗(yàn)參考值進(jìn)行了比較,結(jié)果吻合較好,驗(yàn)證了CFD方法在螺旋槳敞水性能計(jì)算方面的可靠性。 基于彈性力學(xué)有限元法的相關(guān)理論,在商用有限元軟件ANSYS中對(duì)螺旋槳在水中的模態(tài)進(jìn)行了計(jì)算分析,并與真空中的結(jié)果進(jìn)行了比較。編寫程序代碼,把在FLUENT中計(jì)算導(dǎo)出的螺旋槳葉片表面壓力導(dǎo)入有限元軟件ANSYS中,為槳葉有限元模型的響應(yīng)分析提供了較為詳實(shí)和準(zhǔn)確的輸入載荷,并對(duì)槳葉進(jìn)行了響應(yīng)計(jì)算分析。 介紹了邊界元法計(jì)算結(jié)構(gòu)振動(dòng)聲輻射的相關(guān)理論,基于聲學(xué)的邊界積分方程,利用ANSYS中計(jì)算得到的螺旋槳響應(yīng)結(jié)果作為邊界條件,在商用軟件Virtual Lab Acoustics中計(jì)算出了螺旋槳的輻射聲功率級(jí)和聲輻射效率級(jí),以及任意場(chǎng)點(diǎn)的聲壓級(jí),并進(jìn)行了分析比較。計(jì)算出的槳葉輻射聲功率和聲輻射效率等參數(shù)在槳葉的固有頻率附近達(dá)到峰值,驗(yàn)證了本文槳葉固有頻率和聲輻射計(jì)算方法的可行性和準(zhǔn)確性。 本文模擬計(jì)算得到的螺旋槳敞水性能和螺旋槳振動(dòng)聲輻射為螺旋槳噪聲預(yù)報(bào)和性能優(yōu)化提供了一定的理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：船用螺旋槳 計(jì)算流體力學(xué) 有限元法 流固耦合 邊界元法 聲輻射
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：U664.33;U661.44
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 本文的選題背景及研究意義8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況8-11
• 1.2.1 船用螺旋槳理論的研究進(jìn)展8-10
• 1.2.2 船用螺旋槳振動(dòng)噪聲的研究進(jìn)展10-11
• 1.3 本論文的主要研究工作11-12
• 2 基于CFD方法的螺旋槳敞水性能計(jì)算分析12-23
• 2.1 計(jì)算流體力學(xué)基本理論12-15
• 2.1.1 控制方程12-14
• 2.1.2 湍流模型的評(píng)價(jià)、選擇14-15
• 2.2 螺旋槳幾何特征簡(jiǎn)介和螺旋槳計(jì)算模型15-17
• 2.3 邊界條件的設(shè)置17-18
• 2.4 計(jì)算結(jié)果分析18-22
• 2.4.1 敞水性能計(jì)算結(jié)果及與試驗(yàn)值對(duì)比18-20
• 2.4.2 螺旋槳表面的壓力分布情況及分析20-21
• 2.4.3 螺旋槳槳葉表面的速度矢量分布21-22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 3 有限元理論與螺旋槳的模態(tài)分析23-43
• 3.1 彈性力學(xué)概述23-26
• 3.1.1 彈性力學(xué)基本理論23-24
• 3.1.2 彈性力學(xué)的基本假設(shè)24
• 3.1.3 彈性力學(xué)的基本方程24-26
• 3.2 有限元理論概述26-29
• 3.2.1 有限元法求解的基本步驟27-28
• 3.2.2 有限元軟件介紹28-29
• 3.3 流固耦合概述29-33
• 3.3.1 三維聲學(xué)波動(dòng)方程29-31
• 3.3.2 流固耦合邊界條件31-32
• 3.3.3 流固耦合運(yùn)動(dòng)方程32-33
• 3.4 螺旋槳的模態(tài)和響應(yīng)求解分析33-42
• 3.4.1 螺旋槳有限元模型的建立34-37
• 3.4.2 加載和求解37-38
• 3.4.3 計(jì)算結(jié)果和分析38-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 4 基于邊界元理論的槳葉聲輻射分析研究43-60
• 4.1 邊界元方法概述43-45
• 4.1.1 邊界元法的優(yōu)缺點(diǎn)43-44
• 4.1.2 邊界元法的發(fā)展歷程44
• 4.1.3 邊界元法軟件介紹44-45
• 4.2 聲學(xué)邊界積分方程45-48
• 4.2.1 三維Helmholtz積分方程45-47
• 4.2.2 二維Helmholtz積分方程47-48
• 4.3 邊界積分方程的離散48-52
• 4.4 奇異積分的處理52
• 4.5 特征頻率問題的處理52-53
• 4.6 輻射聲功率、輻射效率的計(jì)算53-54
• 4.7 螺旋槳葉片聲輻射計(jì)算分析54-59
• 4.7.1 輻射聲功率計(jì)算分析54-55
• 4.7.2 場(chǎng)點(diǎn)聲壓級(jí)和聲輻射效率級(jí)計(jì)算分析55-58
• 4.7.3 聲傳播損失計(jì)算分析58-59
• 4.8 本章小結(jié)59-60
• 5 總結(jié)和展望60-62
• 5.1 論文工作總結(jié)60-61
• 5.2 對(duì)未來工作的展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況65-66
• 致謝66-67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：322542