Объект и цель научной работы. Объектом научной работы является кавигационный шум гребных винтов транспортных судов. Цель работы - анализ и обобщение современных исследований и методик прогнозирования широкополосного шума, индуцированного работой кавитирующего винта транспортных судов. Материалы и методы. Выполнен обзор опубликованных в ⅩⅪ веке материалов исследований, посвященных кави-тационному шуму гребных винтов транспортных судов, в частности широкополосного шума, а также собственных авторских исследований причин и физических аспектов возникновения широкополосного шума. На основании анализа Фурье временных функций скоростей и давлений в потоке вблизи винта найдены условия возникновения широкополосного шума на (4-10)-лопастных гармониках и параметры, связывающие этот шум с различными видами кавитации на винте. Основные результаты. Обзор результатов исследований последних лет, посвященных кавитационному шуму гребных винтов транспортных судов, показал, что в качестве базиса для современных методик прогнозирования шума используются уровни так называемого широкополосного шума, возникающего при работе кавитирующего винта в неоднородном потоке на высоких (4-10)-лопастных гармониках. При этом авторами методик широкополосный шум рассматривается только как результат развития концевых вихрей. В работе рассмотрена и обобщена альтернативная гипотеза возникновения широкополосного шума, обусловленная возникновением и коллапсом каверн в пределах лопасти с образованием двуглавого пика на временной функции давлений. Анализ публикаций по развитию вихревого следа за гребным винтом и моделированию давлений при потере устойчивости спиралей концевых вихрей позволил показать, что сдвоенные пики давлений могут образовываться в потоке при развитии вихревого следа за гребным винтом. Это позволило объединить обе гипотезы образования широкополосного шума - от развития концевого вихря и от возникновения и коллапса каверн на лопасти - и связать оценку возможности роста высоких лопастных гармоник с параметрами кавитации. Заключение. Показано, что современные методы исследований позволили получить новые данные о механизме возникновения и коллапса кавитации как на лопасти, так и в концевом вихре. В то же время применяемые в настоящее время методики прогнозирования кавитационного и, в частности, широкополосного шума являются весьма приближенными и требуют уточнения для оценки влияния различных характеристик кавитации на широкополосный шум. Основой для такого уточнения могут служить приведенные в работе гипотезы возникновения широкополосного шума и предложенная физическая модель, охватывающая как вихревую кавитацию, так и образование и коллапс каверн.
展开▼
