螺旋桨噪声贡献分离模型的仿真研究.pdf

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1、第36卷第4期2014年4月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．36，No．4Apr．，2014螺旋桨噪声贡献分离模型的仿真研究龙军(大连测控技术研究所，辽宁大连116013)摘要：介绍一种从辐射噪声中分离出螺旋桨噪声的方法。根据螺旋桨噪声同航速的变化关系，将辐射噪声1／3Oct谱级进行归一化处理，求得艇体函数，给出各工况下螺旋桨绝对声压谱。对分离算法进行建模仿真，重点讨论不同航速工况的选取和机械噪声随航速的增长规律这2个因素对分离结果的影响。关键词：螺旋桨噪声；分离模型；归一化算法；艇体函数中图分类号：P733．22文献标识码：A文章编号：1672—7649

2、(2014)04—0114—03doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2014．04．023SimulationresearchonthecontributionseparationmodelofpropellerLONGJun(DalianScientificTestandControlTechnologyInstitute，Dalian16013，China)Abstract：Amethodaboutseparationpropellernoisefromsubmarineradiatednoisewasintroduced．Basedontherelationshi

3、pbetweenthepropellernoiseandthespeedofsubmarine，1／3octavespectrumoftheradiatednoisecouldbenormalized，andthesubmarinebodyfunctioncouldbegotten，thentheabsolutespectrumgraphofthepropellerinvariousconditions．Finallythemodeloftheseparatingmethodwassimulated；theinfectionofthechoosingofspeedandthemachiner

4、ynoisegainwiththespeedtotheresultsofseparationwasdiscussed．Keywords：propellernoise；separationmodel；normalizedprocess；submarinebodyfunction0引言隐蔽性是保证潜艇战斗力的关键因素，破坏潜艇隐蔽性的主要因素是辐射噪声。潜艇的辐射噪声主要由机械噪声、螺旋桨噪声及水动力噪声构成⋯。实现对其分离将有助于确定各噪声源的贡献量，从而能为潜艇的设计提供各噪声源有针对性控制的依据。分离螺旋桨贡献的方法主要窄带线谱法和通过特性法等旧1。本文主要建立一种螺旋桨噪声的贡献分离模型

5、，并对其进行仿真研究。辐射噪声随航速的变化规律是在低频段成6次方变化，高频段成5次方变化，在中频段由于西尔斯函数的减缩作用，其辐射噪声随转速成6～5次方变化口]。同时机械分量的增加强度——同航速的不大于2次方成比例。结果是，在低航速时船只的声压脉动场由机械声源决定，在高航速时则由螺旋桨声源决定。螺旋桨上的不定常力通过轴系向艇体传递，导致艇体的振动及其声辐射。这与螺旋桨的直发声构成1对反相偶极子对¨1，其在远场的合成扰动可分1分离模型离条件是^≥1，其中h=署，z为船体长度，A为1．1理论基础螺旋桨对辐射噪声的贡献主要体现在直发声和桨轴激励艇体噪声。在非空化条件下，螺旋桨直接收稿日期：2012

6、一11—20；修回日期：2013—06—13作者简介：龙军(1985一)，男，工程师，从事水声物理研究。水中声波波长。对于实艇测量而言，考察的下限频率在10Hz，满足可分离条件。来自螺旋桨的扰动力频率同艇体的某一构件的第4期龙军：螺旋桨噪声贡献分离模型的仿真研究·115·固有频率谐振重合时，会对艇体产生的声压脉动分量进行共振放大。把其放大量称为艇体贡献。根据实艇的结构特征，这种共振现象主要发生在低频段，一般不超过100Hz。1．2实现方法1．2．1总体实现方法根据实测不同航速下的潜艇辐射噪声1／3Oct谱级数据(最好有在螺旋桨非空化条件下的最高航速工况数据)，剔除与螺旋桨无关的峰，然后对其进

7、行归一化处理，计算艇体函数。最后计算螺旋桨产生的平均额定声压谱和不同航速下的螺旋桨绝对声压谱。1．2．2航行工况辐射噪声谱级的归一化处理根据螺旋桨直接辐射噪声同航速的关系，对各工况航行辐射噪声1／3Oct谱级进行归一化换算"1。由于航速同螺旋桨转速的线性关系，螺旋桨辐射噪声从转速n。换算到转速n：可表示为k2￡。：+6叭g(鲁)-K(，)1019(鲁)z，=正：(鲁)。式中K(

8、)为修正系数。K(力=0，f<