本文關(guān)鍵詞：水翼流致振動(dòng)及聲輻射特性研究

  更多相關(guān)文章： 翼型 大渦模擬 流噪聲 二次聲 Lighthill聲學(xué)類比理論 邊界元方法

【摘要】：水動(dòng)力噪聲嚴(yán)重威脅潛艇的隱蔽性,典型的如螺旋槳噪聲、附體以及操縱面等產(chǎn)生的噪聲都對(duì)潛艇水動(dòng)力噪聲做出很大貢獻(xiàn)。在潛艇結(jié)構(gòu)中,無(wú)論是螺旋槳,還是舵、翼等操縱面,其基本剖面形式都是典型的翼型。本文即著眼于潛艇上翼型結(jié)構(gòu)的振動(dòng)與聲輻射問(wèn)題,本著從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的思想,研究以二維翼型為切入點(diǎn),到結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜的三維翼型,結(jié)合計(jì)算流體力學(xué)與邊界元方法,對(duì)它們進(jìn)行流噪聲和二次聲的數(shù)值仿真,研究攻角、流速對(duì)聲輻射的影響。Lighthill提出聲學(xué)類比理論后,流噪聲的研究才開始得到迅速發(fā)展。近年來(lái),邊界元方法結(jié)合Lighthill聲學(xué)類比理論來(lái)計(jì)算流噪聲的方法得到了迅速發(fā)展。本文即采用邊界元方法對(duì)二維翼型和三維翼型聲場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值仿真。首先應(yīng)用大渦模擬的理論方法對(duì)翼型繞流場(chǎng)進(jìn)行模擬,流場(chǎng)仿真得到壓力脈動(dòng)后,將其分別作為偶極子聲源和隨機(jī)激勵(lì)力對(duì)二維翼型、三維翼型進(jìn)行流噪聲和二次聲的計(jì)算。最后對(duì)三維翼型進(jìn)行了水洞試驗(yàn),分析了翼型振動(dòng)特性,并和理論仿真進(jìn)行了對(duì)比分析。文中對(duì)各種工況下流噪聲和二次聲的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析和歸類總結(jié)。對(duì)流速、攻角對(duì)聲場(chǎng)的影響進(jìn)行了探討,結(jié)果表明在一定范圍內(nèi),隨流速和攻角的增大,翼型附近的聲壓值均有規(guī)律地增大。對(duì)比分析了三維翼型表面壓力脈動(dòng)和聲壓值的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)它們之間存在重要的聯(lián)系,我們可以根據(jù)壓力脈動(dòng)的分布預(yù)測(cè)流噪聲。此外,還對(duì)流噪聲與二次聲的關(guān)系進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)二次聲主要取決于結(jié)構(gòu)的固有特性。最后還通過(guò)水洞試驗(yàn),驗(yàn)證了三維翼型的振動(dòng)特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了數(shù)值仿真的準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：翼型 大渦模擬 流噪聲 二次聲 Lighthill聲學(xué)類比理論 邊界元方法
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U661.44;U674.76
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外流致噪聲研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 繞流場(chǎng)的數(shù)值模擬方法12-14
• 1.2.2 聲類比的發(fā)展14-16
• 1.2.3 流噪聲計(jì)算16-17
• 1.2.4 二次聲輻射計(jì)算17-18
• 1.3 本論文的主要工作內(nèi)容18-20
• 第二章 二維翼型噪聲計(jì)算20-50
• 2.1 引言20
• 2.2 湍流模型20-25
• 2.2.1 用于定常計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)k -e 湍流模型20-21
• 2.2.2 大渦模擬理論及控制方程21-24
• 2.2.3 邊界層參數(shù)計(jì)算24-25
• 2.3 二維翼型CFD計(jì)算25-27
• 2.4 基于邊界元法的二維翼型流噪聲計(jì)算27-40
• 2.4.1 聲學(xué)類比理論28-32
• 2.4.2 邊界元計(jì)算流噪聲理論32-34
• 2.4.3 二維翼型流噪聲的結(jié)果與分析34-40
• 2.5 二維翼型二次聲計(jì)算40-48
• 2.5.1 隨機(jī)噪聲計(jì)算理論40-42
• 2.5.2 二維翼型二次聲結(jié)果與分析42-48
• 2.6 二維翼型流噪聲與二次聲比較48
• 2.7 本章小結(jié)48-50
• 第三章 三維翼型噪聲計(jì)算50-89
• 3.1 引言50-51
• 3.2 三維翼型CFD計(jì)算51-55
• 3.2.1 計(jì)算模型及邊界條件51-53
• 3.2.2 計(jì)算結(jié)果與分析53-55
• 3.3 流噪聲計(jì)算55-69
• 3.3.1 偶極子與表面聲壓分布56-58
• 3.3.2 聲場(chǎng)云圖結(jié)果58-61
• 3.3.3 流噪聲沿X、Y、Z三個(gè)方向上的規(guī)律61-69
• 3.4 二次聲計(jì)算69-83
• 3.4.1 模態(tài)分析70-72
• 3.4.2 二次聲輻射計(jì)算結(jié)果與分析72-75
• 3.4.3 二次聲沿X、Y、Z三個(gè)方向上的規(guī)律75-83
• 3.5 流噪聲與二次聲結(jié)果對(duì)比分析83-88
• 3.5.1 X、Y、Z三個(gè)方向的比較84-88
• 3.6 本章小結(jié)88-89
• 第四章 三維翼型水洞實(shí)驗(yàn)89-100
• 4.1 引言89
• 4.2 實(shí)驗(yàn)介紹89-93
• 4.2.1 重力式水洞介紹89-90
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒榻B90-91
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)儀器及測(cè)試點(diǎn)布置91-93
• 4.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果分析93-99
• 4.3.1 背景振動(dòng)分析93-94
• 4.3.2 流致振動(dòng)分析94-97
• 4.3.3 隨機(jī)激勵(lì)振動(dòng)計(jì)算及結(jié)果對(duì)比97-99
• 4.4 本章小結(jié)99-100
• 第五章 總結(jié)與展望100-102
• 5.1 主要工作內(nèi)容與結(jié)論100-101
• 5.2 研究展望101-102
• 參考文獻(xiàn)102-106
• 致謝106-107
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文107-109

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本文編號(hào)：944243