舰船开孔流动噪声控制措施研究.pdf

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1、第39卷第9期舰船科学技术Vol.39,No.92017年9月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYSept.,2017舰船开孔流动噪声控制措施研究李生1，华如南2，徐俊2(1.海军驻武汉七一九所军事代表室，湖北武汉430074；2.武汉第二船舶设计研究所，湖北武汉430205)摘要:基于计算流体软件，采用大涡模拟方法计算了给定来流速度条件下表面开孔的非定常流场，分析了流场的非定常流频谱特性，采用边界元方法模拟了噪声源特征，对各种流动噪声控制措施进行了对比分析。计算结果表明，开孔形式的改变会直接影响流噪声的水平，设计结果可以为舰船流水孔

2、的降噪设计提供参考。关键词：流水孔；流噪声；控制措施；大涡模拟中图分类号：TN911文献标识码：A文章编号：1672–7649(2017)09–0035–05doi：10.3404/j.issn.1672–7649.2017.09.007ControlmeasuresforhydrodynamicnoiseofwaterholeonshipLISheng1,HUARu-nan2,XUJun2(1.MilitaryRepresentativeOfficeofNavyin719ResearchInstitute,Wuhan430074,China;2

3、.WuhanSecondShipDesignandResearchInstitute,Wuhan430205,China)Abstract:Inordertostudythecharacteristicsofhydrodynamicnoiseofwaterhole,theflowfieldroundthethree-di-mensionalwaterholemodelwasnumericalsimulatedbasedonthelargeeddysimulation.Thentheflownoisewascalcu-latedbythebound

4、aryelementmethodandthecontrolmeasuresofflownoisewasanalyzed.Itisshownthatthechangeofwaterholeparameterswoulddirectlyaffectthelevelofflownoise,whichcouldprovidereferencefornoisereductiondesignofwaterholeonship.Keywords:waterhole；flownoise；controlmeasure；largeeddysimulation0引言验

5、公式用于预测振荡频率。随着计算机科学的发展和计算流体动力学/计算气舰船表面存在着诸多不同形式的开孔，这些开孔动声学（CFD/CAA，ComputationalFluidDynamics/Com-的存在会使原本光滑船体的流动噪声显著增大，因putationalAeroa-coustics）理论的进步，准确模拟复杂此，针对舰船开孔水动力噪声采取控制措施具有十分流场及相应声场现象成为可能，学者们针对开孔流动重要的意义。表面开孔附近流体会呈现丰富的流体力或流动噪声进行了一定的研究。张楠等[3]采用RANS模学现象。开孔处存在部分内流与外流交换，在孔壁面拟

6、了带有2种不同形式流水孔潜体的内外流场，主要处存在流体附着、脱落、分离及尾迹流的相互干涉。分析了流水孔引起的阻力增量。赖焕新等[4]采用大涡流场的高度非定常性会产生各种尺度的旋涡及湍流引模拟-声学比拟相结合的方法研究三维开式空腔的非定发的脉动，作用于艇体外表面导致压力波动，破坏表面湍流附面层内的流动进而形成流动噪声。依据Light-常可压缩过流及其相关的气动声学问题。李晓东等[5]hill流动声学理论以及Powell[1]的涡声理论，开孔中的求解二维非定常雷诺平均N-S方程，采用频散相关保涡流导致孔壁面的压力脉动，是典型的偶极子型声持格式及无反射

7、边界条件计算了空腔的流激振荡发声源，同时脱落涡及孔内漩涡将产生四极子噪声。部分现象，通过与实验对比验证了声辐射指向性的正确。学者将开孔内流噪声问题简化为空腔流动发声问题，耿冬寒等[6]为了研究空腔产生的水动力噪声，对气动并主要集中于压力脉动及声辐射方面。Rossiter等[2]提声学理论与研究方法进行了分析，确定了大涡模拟-等出了空腔振荡的流声共振反馈模型，并提出一个半经效声源混合法。万振华等[7]进行了方腔流致振荡及噪收稿日期:2016–10–10作者简介:李生(1979–)，男，工程师，研究方向为减振降噪。·36·舰船科学技术第39卷声的数值

8、研究。这些研究主要集中在流动噪声理论及其中压应力张量为计算方法方面，而对噪声控制措施研究较少。[]@ui@uj2@uk本文基于Fluen