潛艇的水動力噪聲是由潛艇周圍湍流邊界層內(nèi)的擾動、壁面上的脈動壓力以及流體與固體的耦合作用導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)振動共同引起的。其中，湍流邊界層內(nèi)的速度擾動和壁面脈動壓力分別相當(dāng)于四極子聲源和偶極子聲源，二者共同構(gòu)成了流噪聲；流體與固體的耦合作用會進(jìn)一步產(chǎn)生流激噪聲，導(dǎo)致噪聲數(shù)值增大。水動力噪聲嚴(yán)重威脅了潛艇的隱蔽性，因此研究水動力噪聲的產(chǎn)生與特性具有重要意義。 流噪聲的研究從Lighthill提出聲學(xué)類比理論開始，傳統(tǒng)的聲學(xué)類比理論由于采用了緊致聲源的假定，雖然在求解遠(yuǎn)場聲學(xué)信息時可以得到準(zhǔn)確解，但在近場的求解中會產(chǎn)生較大誤差。邊界元法作為求解聲場的另一種手段，由于在理論推導(dǎo)中通過對“奇點(diǎn)”的特殊處理，使得其可以準(zhǔn)確求解聲場中所有位置處的聲學(xué)信息。 本文以SUBOFF潛艇為研究對象，首先，利用大渦模擬求解潛艇的繞流場，將得到的流場解與試驗(yàn)值進(jìn)行對比，驗(yàn)證了流場計(jì)算的準(zhǔn)確性。采用傳統(tǒng)的聲學(xué)類比理論FW-H方程和邊界元法，分別計(jì)算了潛艇沿X、Y、Z三個方向上一系列特征點(diǎn)處的流噪聲，并對兩種解法得到的解進(jìn)行了對比和分析。結(jié)果表明，兩種方法在遠(yuǎn)場的解十分接近，但在近場，F(xiàn)W-H方程得到的解偏大。 其次，本...

【文章頁數(shù)】：115 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1潛艇表面網(wǎng)格圖

海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章大渦模擬計(jì)算潛艇周圍的流場與流整個流場計(jì)算域?yàn)殚L方體，潛艇的來流方向取一個艇長，尾流方向取兩個艇長算域的橫剖面為正方形，邊長取潛艇最大寬度的8倍。計(jì)算域的網(wǎng)格在靠近潛面的某些區(qū)域?yàn)榉墙Y(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，其余絕大部分網(wǎng)格均為結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。為了保證有足夠的....

圖2-2計(jì)算域網(wǎng)格圖

的橫剖面為正方形，邊長取潛艇最大寬度的8倍。計(jì)算域的網(wǎng)格在靠某些區(qū)域?yàn)榉墙Y(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，其余絕大部分網(wǎng)格均為結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。為了保夠的精度捕捉到流場的流動細(xì)節(jié)，取y80，此時網(wǎng)格數(shù)量大約為1面網(wǎng)格和計(jì)算域網(wǎng)格分別如圖2-1和圖2-2所示：圖2-1潛艇表面網(wǎng)格圖F....

圖2-3潛艇表面壓力分布圖

合采用了SIMPLE算法，為提高計(jì)算精度，動量、湍動能和湍流擴(kuò)散率的空間離散形式采用了二階迎風(fēng)格式。待計(jì)算殘差值穩(wěn)定后，即可觀察和分析相關(guān)的物理變量。圖2-3顯示了潛艇表面壓力系數(shù)pC的分布，可以看到，在潛艇首部以及指揮臺、尾翼的前端，壓力系數(shù)較大，這是由于水流在這個位置....

圖2-4縱剖面速度分布云圖

了較高的壓力系數(shù)pC。圖2-4顯示的是潛艇中縱剖面上的速度分布，從這幅圖進(jìn)一步驗(yàn)證上一幅圖的結(jié)果，潛艇由于設(shè)置了固壁邊界條件，壁面的速度均為零首、指揮臺和尾翼前端的速度小于其它區(qū)域。另外我們還可以觀察到指揮臺和對于流場的影響，二者產(chǎn)生的尾流延伸到了尾部較遠(yuǎn)的地方。圖2-3....

本文編號：3977286