隨著艦船技術的重大變革,現(xiàn)代艦船正在逐漸向大型化、快速化和安靜化的方向發(fā)展,對其振動與噪聲性能的要求提出了更為嚴峻的挑戰(zhàn)。大量的實船測試結果表明,造成艦船的總聲壓級指標過高的主要原因是1/3倍頻程聲壓譜和線譜的某些頻段或頻率點聲壓過大,而這些頻率主要集中在低頻段。低頻段中的若干線譜或窄帶譜是目前艦船輻射噪聲的主要特征,這些特征與工作于艦船艉部非均勻流場中的螺旋槳的非定常特性有著密切的關系。有鑒于此,本文在總結國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎上,采用數(shù)值模擬與模型實驗的方法,研究了非均勻來流下槳軸耦合特性問題,主要的研究內(nèi)容如下:第二章中,首先對外部激勵作用下螺旋槳的非定常變化特性這一流動問題進行了闡述,進而通過對比分析動網(wǎng)格方法與滑移網(wǎng)格方法的優(yōu)缺點,建立了基于動網(wǎng)格方法的非均勻來流中外部激勵作用下螺旋槳非定常水動力特性的CFD數(shù)值模擬方法。在此基礎上,分別采用動網(wǎng)格方法和滑移網(wǎng)格方法對九階非均勻來流下某三葉槳的非定常水動力特性進行了數(shù)值模擬分析。研究表明,動網(wǎng)格方法與滑移網(wǎng)格方法在模擬螺旋槳非定常流場時的主要差異存在于流場計算域內(nèi)的交界面上,兩者對螺旋槳非定常力的計算具有同樣的精度。第三章中,采...

【文章頁數(shù)】：171 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號說明
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 螺旋槳水動力性能研究現(xiàn)狀
        1.2.1 螺旋槳水動力性能試驗研究現(xiàn)狀
        1.2.2 螺旋槳水動力性能數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
    1.3 螺旋槳槳葉應力應變特性研究現(xiàn)狀
    1.4 論文主要內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.4.1 論文的主要內(nèi)容
        1.4.2 創(chuàng)新點
第二章 數(shù)值模擬方法與驗證研究
    2.1 流場數(shù)值模擬方法
        2.1.1 流場控制方程
        2.1.2 湍流模型
    2.2 螺旋槳振動模擬方法
        2.2.1 動網(wǎng)格方法
        2.2.2 網(wǎng)格節(jié)點的更新方式
    2.3 數(shù)值處理方法
    2.4 數(shù)值方法驗證分析
        2.4.1 數(shù)值計算模型
        2.4.2 網(wǎng)格及時間步長影響分析
        2.4.3 螺旋槳非定常水動力計算與實驗結果的比較分析
    2.5 本章小結
第三章 外部激勵下螺旋槳水動力特性數(shù)值研究
    3.1 計算條件設置與參數(shù)
    3.2 螺旋槳幾何中心的運動特性
    3.3 外部激勵作用對螺旋槳非定常水動力性能的影響
        3.3.1 不同頻率的外部軸向和橫向激勵作用
        3.3.2 不同幅值的外部軸向和橫向激勵作用
    3.4 外部激勵作用對螺旋槳流場變化特性的影響
        3.4.1 不同頻率的外部軸向和橫向激勵作用
        3.4.2 不同幅值的外部軸向和橫向激勵作用
    3.5 本章小結
第四章 槳軸非定常振動特性試驗研究
    4.1 試驗設備及方法
        4.1.1 試驗設備
        4.1.2 試驗方法
        4.1.3 試驗模型
    4.2 三葉螺旋槳非定常特性試驗結果
        4.2.1 無外部激勵時三葉螺旋槳的振動特性
        4.2.2 外部軸向激勵下三葉螺旋槳的振動特性
    4.3 七葉大側斜螺旋槳非定常特性試驗結果
        4.3.1 無外部激勵時七葉大側斜螺旋槳振動特性
        4.3.2 外部軸向激勵下七葉大側斜螺旋槳振動特性
        4.3.3 不同轉速下外部軸向激勵對螺旋槳振動特性的影響
    4.4 七葉大側斜螺旋槳槳葉動應變特性試驗結果
        4.4.1 空間非均勻來流下螺旋槳槳葉動應變特性
        4.4.2 外部軸向激勵作用下槳葉的動應變特性
    4.5 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
參考文獻
攻讀博士學位期間已發(fā)表或錄用的論文
攻讀博士學位期間完成的科研項目
致謝



本文編號：3850449