声纳导流罩流噪声的数值模拟

摘要

水下及水面航行体突体流噪声的产生机理十分复杂，至今人们对其产生的力学机理及传播特性的研究尚有诸多难点问题。 本文主要对水下及水面航行体突体的流噪声开展研究，首先，通过理论分析及数值计算的方法研究水下及水面航行体突体的声压谱并与试验结果进行比较，在对二维翼型的计算结果分析表明在声压谱的低频部分，利用LES/FWH混合方法的数值计算结果与实验值符合良好，而高频部分则有一定差异，其产生原因被认为是大涡模拟方法的局限所致。其次，利用Lilley的宽带声源模型方法对基于不同NACA翼型的水下突体表面声功率级进行估算，并针对不同模型的表面声功率级分布研究其声场特性，总的研究表明突体表面声功率级随着来流速度的增大而增大，随翼型厚度和前缘半径的增大而增大。具有NACA翼型剖面的水下突体其噪声源主要分布在前缘，其结果对翼型突体减阻降噪具有一定的参考价值。最后，对国外某一通用球艏型导流罩的声场进行计算，并对不同网格数下的计算结果及精度分析得出具体可接受的计算网格数，给出导流罩的表面声功率级分布云图以及导流罩的表面声源分布，研究发现声源主要分布在导流罩的前缘。同时研究航速对导流罩流噪声的影响发现航速对导流罩声功率级分布的影响仅仅是幅值上的，并且随着航速的增大，声功率级增大的幅度逐渐减小。提出的建议可对导流罩的减阻降噪设计以及导流罩内声纳的布置提供参考。

目录

文摘

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声明

第1章绪论

1.1本文的目的和意义

1.2水下突体流噪声研究综述

1.2.1流场的计算

1.2.2声场的计算

1.2.3湍流边界层噪声实验研究

1.2.4湍流辐射噪声数值计算研究

1.2.5湍流壁面压力起伏研究

1.3本文的主要工作

第2章LES/FWH混合法在流噪声数值计算中的应用研究

2.1 LES/FWH混合方法

2.1.1流场计算方法比较

2.1.2流场计算方法的选择

2.1.3声场计算方法的选择

2.2方法可行性研究

2.2.1模型的建立

2.2.2网格的划分

2.2.3边界条件的设定

2.2.4求解器与湍流模式的选定

2.2.5时间步长的确定

2.2.6迭代求解

2.2.7翼型边界层分离和压力分布流动特性

2.2.8噪声结果分析

2.3本章小结

第3章水下突体降噪数值计算

3.1水下突体降噪分析

3.2突体表面声功率级数值计算

3.2.1模型的建立

3.2.2网格的划分

3.2.3边界条件的设定

3.2.4求解器与湍流模式的选定

3.2.5对计算结果的分析

3.3本章小结

第4章导流罩线型声场计算

4.1典型声纳导流罩线型参数

4.2导流罩表面声功率级数值计算

4.2.1导流罩线型计算模型的建立

4.2.2导流罩计算模型网格的划分

4.2.3边界条件的设定

4.3导流罩线型表面声功率级分布计算结果分析

4.4航速对声场的影响

4.5本章小结

结论

参考文献

致谢