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

【摘要】：在船舶與海洋工程領域,螺旋槳水下噪聲是一項重要的研究課題,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力噪聲和葉片振動噪聲。 目前,學者對螺旋槳葉片振動噪聲數(shù)值計算分析的研究還少有涉及。本文討論了螺旋槳葉片振動噪聲的數(shù)值模擬,完成的主要工作如下： 把螺旋槳原始型值點數(shù)據(jù)進行編程導入建模軟件進行三維實體建模,利用計算流體力學(CFD)方法在FLUENT中模擬了螺旋槳敞水性能并與文獻中的試驗參考值進行了比較,結果吻合較好,驗證了CFD方法在螺旋槳敞水性能計算方面的可靠性。 基于彈性力學有限元法的相關理論,在商用有限元軟件ANSYS中對螺旋槳在水中的模態(tài)進行了計算分析,并與真空中的結果進行了比較。編寫程序代碼,把在FLUENT中計算導出的螺旋槳葉片表面壓力導入有限元軟件ANSYS中,為槳葉有限元模型的響應分析提供了較為詳實和準確的輸入載荷,并對槳葉進行了響應計算分析。 介紹了邊界元法計算結構振動聲輻射的相關理論,基于聲學的邊界積分方程,利用ANSYS中計算得到的螺旋槳響應結果作為邊界條件,在商用軟件Virtual Lab Acoustics中計算出了螺旋槳的輻射聲功率級和聲輻射效率級,以及任意場點的聲壓級,并進行了分析比較。計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到峰值,驗證了本文槳葉固有頻率和聲輻射計算方法的可行性和準確性。 本文模擬計算得到的螺旋槳敞水性能和螺旋槳振動聲輻射為螺旋槳噪聲預報和性能優(yōu)化提供了一定的理論依據(jù)。
【關鍵詞】：船用螺旋槳 計算流體力學 有限元法 流固耦合 邊界元法 聲輻射
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：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 國內(nèi)外研究概況8-11
• 1.2.1 船用螺旋槳理論的研究進展8-10
• 1.2.2 船用螺旋槳振動噪聲的研究進展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算分析12-23
• 2.1 計算流體力學基本理論12-15
• 2.1.1 控制方程12-14
• 2.1.2 湍流模型的評價、選擇14-15
• 2.2 螺旋槳幾何特征簡介和螺旋槳計算模型15-17
• 2.3 邊界條件的設置17-18
• 2.4 計算結果分析18-22
• 2.4.1 敞水性能計算結果及與試驗值對比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 彈性力學概述23-26
• 3.1.1 彈性力學基本理論23-24
• 3.1.2 彈性力學的基本假設24
• 3.1.3 彈性力學的基本方程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 三維聲學波動方程29-31
• 3.3.2 流固耦合邊界條件31-32
• 3.3.3 流固耦合運動方程32-33
• 3.4 螺旋槳的模態(tài)和響應求解分析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 計算結果和分析38-42
• 3.5 本章小結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、輻射效率的計算53-54
• 4.7 螺旋槳葉片聲輻射計算分析54-59
• 4.7.1 輻射聲功率計算分析54-55
• 4.7.2 場點聲壓級和聲輻射效率級計算分析55-58
• 4.7.3 聲傳播損失計算分析58-59
• 4.8 本章小結59-60
• 5 總結和展望60-62
• 5.1 論文工作總結60-61
• 5.2 對未來工作的展望61-62
• 參考文獻62-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況65-66
• 致謝66-67

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

本文編號：322542