泵喷推进器导管对噪声传播特性的影响.pdf

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1、第33卷第8期舰船科学技术V01．33，No．82011年8月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYAug．，2011泵喷推进器导管对噪声传播特性的影响刘敏，张宁，李新汶，周友明(武汉第二船舶设计研究所，湖北武汉430064)摘要：对泵喷推进器导管内外声场采用有限元方法进行了建模及计算，无限远场采用无限元技术进行建模，在考虑声振耦合的条件下，在频率域内从测量点频谱、特征频率声场及噪声指向性等方面分析了特定噪声源下导管对噪声的传播影响。研究表明，导管对低频噪声无明显影响，对较高频噪声能改变其声场指向性及降低

2、其声压级。本文研究成果对进一步进行导管声学设计具有重要指导意义。关键词：泵喷推进器；导管；声传播中图分类号：U666．7文献标识码：A文章编号：1672—7649(2011)08—0020—04DOI：10．3404／j．issn．1672—7649．2011．08．005Studiesoftheeffectsofpump-jetpropellerductonnoisepropagationcharacteristicLIUMin，ZHANGNing，LIXin-wen，ZHOUYou·ming(WuhanSeco

3、ndShipDesignandResearchInstitute，Wuhan430064，China)Abstract：Theinnerandexteriorsound—fieldsofpump—jetpropellerductaremodeledandnumericalsimulatedusingfinite·elementmethodandtheinfinitesound—fieldaremodeledwithinfinite·elementmethod．Theeffectsofpump-jetpropelle

4、rductonnoisepropagationcharacteristicarestudiedbyspectrumoffieldpoints，contoursofsoundpressurefieldandSPLdirectivityinfrequencydomainwiththeeffectsofvibration—acousticcoupledcharacteristics．Theresultsshowsthattheducthasnotdistincteffectsonnoisepropagationchara

5、cteristicsunderlowfrequency．Thedirectivityistransformedandsoundpressurelevelisdebasedexceedtheboundoflow-frequency．Keywords：pump—jetpropeller；duet；noisepropagation1概述泵喷推进器相对于自由空间桨而言，不仅在水动力学方面具有不同的流体流动现象，同时其噪声传播非常有特点。由于导管的存在，一般将泵喷推进器流场分解成内外流场，其相应的声场为内外声场。导管内转子的

6、旋转，受流体激励的导管表面等都是重要的噪声源。其噪声引起导管结构发生耦合振动，部分声波在导管表面发生反射，在非均匀流体内发生折射，其声传播现象丰富。内声场通过导管口向外声场传播，相对于自由空间而言，其指向性明显不同。进行导管桨声学设计时，导管的声学设计非常重要。林大楷⋯等通过二维数值计算指出导管对推进器线谱声绕射现象较为明显，这是由于单频噪声的波长较长，使得声波基本上以球面波的形式传出。而宽频噪声源产生的辐射声场具有相对较强的指向性。美国航空航天局(NASA)¨1提出了一种TBIEM3D模型进行航空发动机的舱内声学

7、设计，并在其“先进亚声速运输机“项目中得到了应用。目前航空发动机导管声学设计在实际工程设计中得到了应用，并在导管声衬吸声设计、导管喷口形状降噪设计、导管气动振动设计等方面持续进行研究。Tyler和Sofrin¨1在分析航空发动机转子和定子噪声相互作用规律时，首次提出了导管声波模态概念，用模态分析法揭示了具有不同叶片通过频率的模态在导管中的传播和衰减规律，指出可以利用模态相互作用来抑制导管噪声。收稿日期：2011—06—23作者简介：刘敏(1980一)，男，工程师，从事舰船总体性能研究及设计。第8期刘敏。等：泵喷推进

8、器导管对噪声传播特性的影响．21．模态分析理论成为后来大多数噪声预报方法的基础。王晓宇。“针对航空发动机短舱声学设计的需要，发展一种快速计算方法一传递单元法(TEM)，并与直接边界元方法相结合，计算发动机远场声辐射。吕亚东“针对干线飞机发动机短舱进行消声设计。在转／静干涉噪声声源模态和管内传播模态之间的声学匹配理论基础上，提出了敷设多段声衬圆环形管道内噪声传