水下射流噪声数值计算与试验研究

摘要

水下射流噪声所引起的安全性日益受到重视.基于大涡模拟和莱特希尔声类比方程相结合的方法,对一圆形喷嘴的射流噪声开展了数值仿真.采用有限元软件(ANSYS)建立喷嘴和流体的计算模型,利用ANSYS中的Fluent软件进行流场计算,得到随时间变化的射流流场特性,然后对其进行傅利叶分析,导入至ACTRAN软件进行声学计算.经分析发现:射流辐射噪声主要发生在距离喷嘴8～10D(D为喷嘴横截面的最大尺度)的过渡区;而且射流所辐射噪声的指向性是四极子的.基于混响法的原理,建立了一套水下射流噪声测量系统.开展了射流源为重力式水箱的射流噪声试验.经研究发现:水下射流噪声辐射声功率总声级与来流速度的8次方成正比.对于同一类型的喷嘴,射流噪声总声级只取决于射流源的压力,而与喷嘴的截面积无关.试验研究结果与仿真结果吻合较好!研究结果对于指导水下射流结构低噪声设计有较为重要的参考价值.