全附体潜艇流噪声数值计算

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1、万方数据第3l卷第9期2010年9月兵工学报ACTAARMAMENTARlIV01．3lNo．9Sep．2010全附体潜艇流噪声数值计算曾文德，王永生，杨琼方(海军工程大学船舶与动力学院，湖北武汉430033)摘要：运用计算流体力学(CFD)和边界元(BEM)相结合的方法，预报全附体潜艇流噪声，得到特征点的总声级和潜艇声场指向性分布规律。首先建立具有全部附体潜艇的几何模型并对流场计算域进行全结构化网格空间离散，然后采用雷诺时均方法(RANS)计算潜艇定常流体特性，得到的艇体阻力和压力系数与文献提供试验值吻合良好。再以流

2、场定常计算结果为初值，计算潜艇非定常流动特性，得到声偶极源项，作为边界元求解辐射声场的输入量。声场计算通过在频域中求解福茨-威廉姆一霍金斯方程(FW—H)方程来完成。计算得到了潜艇表面的辐射声源强度分布，验证了流动转捩区是主要的发声部位，并分析了不同频率下声指向性的变化规律。计算所得结果与一般声学规律较为吻合。关键词：流体力学；潜艇；边界元；流噪声；声指向性中图分类号：0427．4文献标志码：A文章编号：1000—1093(2010)09-1204-05NumericalCalculationofFlowNoiseof

3、SubmarinewithFullAppendagesZENGWen-de，WANGYong—sheng，YANGQiong-fang(CollegeofNavalArchitectureandMarinePower，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，Hubei，China)Abstract：Amethodcombinedthecomputationalfluiddynamics(CFD)withtheboundaryelementmeth·od(BEM)wasusedt

4、opredicttheflownoiseofsubmarinewithfullappendages．Thetotalsoundpressurelevelattypicalmeasuredpointandacousticdirectivityofthesubmarinewereobtained．Firstly，ageomet-ticmodelwasestablishedforthesubmarinewithfullappendagesandtheflowfield’scomputationalregiondiscreti

5、zationwascarriedoutbyusingstructuralgrid．Then，thesteadyflowperformanceofthesubma—finewascalculatedbyadoptingReynoldstime-averagedmethod(RANS)．Theobtainedresistanceandpressurecoefficientalongthehullcoincidesbetterwiththeexperimentdatainreferences．Afterthat，takent

6、hecalculationresultsforthesteadyflowasinitialvalues，theunsteadyflowperformanceofthesubmarinewascalculatedtoobtainthesounddipolesourceswhichwereusedastheinputparametersoftheboundaryelementcalculation．Finally，theacousticfar—fieldwascalculatedbysolvingFfowcsWil-lia

7、ms—Hawkings(FW—H)equationinfrequencydomain．Throughthesecalculations，thesurfacesoundsourcesofthesubmarineandthesounddirectivitiesofthe3Dsoundfieldwereanalyzed．Theresultsshowthatthegreatestnoiseareacomesfromthetransitionregioninflow．Keywords：fluidmechanics；submari

8、ne；boundaryelement；flownoise；acousticdirectivity。引言羹羹喜凳羹髹辈骂鬻罢磊骞嘉蒹崭竺耋裹流噪声作为潜艇三大噪声源之一，无法采用机表面形成湍流，产生较强脉动压力，作用在艇体表收稿日期：2009一10一09作者简介：曾文德(1983一)，男，硕士研究生。E．mail：zengwdl98