低信号特征潜艇声场模拟

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1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringSoundFieldSimulationofLowSignalFeatureSubmarineCandidate:RenXulinMajor:DesignandConstructionofNavalArchitectureandOceanStructureSupervisor:ProfessorHouGuoxiangHuazhongUniversityofSciencean

2、dTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaJune,2008独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借

3、阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要潜艇周围的流场不仅对潜艇的水动力性能产生直接的影响，而且引发的流动是潜艇水动力噪声的主要来源之一。寻求能在已知艇体形状特征下精确预报湍流声场的特性，为潜艇概念设计阶段得出阻力小、噪声低的最佳潜艇设计方案提供评价依据，一直是船舶水动力学领域中的一个重要的研究课题。流体动力噪声是潜艇噪声主要的噪声源之一，而流体动力噪声既

4、包括流体动力引起的机械噪声，又包括流体运动的噪声，本论文主要是研究流体运动的噪声。水动力噪声是不规则的起伏的水流流过运动的舰船是产生的，不规则的流体引起的压力起伏，直接辐射出去，在远处形成声波。由湍流附面层产生的噪声往往称为流噪声。如何认识和有效地降低流场及其产生的噪声对潜艇整体隐蔽性至关重要，对潜艇的辐射流声场的深入研究对于提高我国潜艇隐蔽性，开创自主创新的新概念潜艇设计及设计效果模型验证具有相当重要的指导意义。根据湍流声辐射的相关理论，简要阐述了Lighthill的声学比拟理论、Powell的涡声理论等湍流声辐射的相关理论。对湍流噪声的各种机理以及公

5、认的一些结论作了简单的总结，在此基础上，本文对流场数值模拟理论进行了总结、分析，选择采用了雷诺应力湍流模型（RSM），对潜艇表面产生的流声场进行了CFD（ComputationalFluidDynamics）数值模拟计算。借助ADINA公司商业CFD软件ADINA对潜艇进行CAD几何建模、前处理、求解以及后处理。通过数值模拟工作，得到潜艇表面湍流特性，引起流噪声辐射的主要区域，流量和流速对湍流声场的影响。关键词：流噪声湍流噪声辐射湍流模式理论Lighthill声比理论I华中科技大学硕士学位论文AbstractThecharacteristicsofthe

6、flow,especiallywakeflowaroundasubmarine,notonlyhaveadirecteffectonthehydrodynamicperformanceofthesubmarine,butalsoarethemainsourceofthehydrodynamicnoisesofthesubmarine.Aneffectivenumericalsimulationmethodtopredictthecharacteristicsoftheflowisaveryimportantresearchproblemintheship

7、hydrodynamics.Hydrodynamicnoiseisthemainsourceofthenoiseofthesubmarine,thehydrodynamicnoisebothincludemechanicalnoiseandalsoincludethenoisecausedbyfluidmovement,Thisthesisistostudythenoisecausedbyfluidmovement.Hydrodynamicnoiseiscausedbyirregularflowwhichpassthroughtheship,irregu

8、larflowcausepressurefluctuations,andthen