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《水翼流致振動及聲輻射特性研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文水翼流致振動及聲輻射特性研究碩士研究生：范國棟學(xué)號：1120209080導(dǎo)師：諶勇副研究員申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：機械設(shè)計與理論所在單位：機械與動力工程學(xué)院答辯日期：2015年2月授予學(xué)位單位：上海交通大學(xué)DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterRESEARCHONFLOWINDUCEDVIBRATIONANDACOUSTICRADIATIONOFHYDROFOILCandidate：GuodongFanStu
2、dentID：1120209080Supervisor：AssociateProf.YongChenAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalDesignandTheoryAffiliation：SchoolofMechanicalEngineeringDateofDefence：Feb,2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity摘要水翼流致振動及聲輻射特性研究摘要水
3、動力噪聲嚴(yán)重威脅潛艇的隱蔽性，典型的如螺旋槳噪聲、附體以及操縱面等產(chǎn)生的噪聲都對潛艇水動力噪聲做出很大貢獻。在潛艇結(jié)構(gòu)中，無論是螺旋槳，還是舵、翼等操縱面，其基本剖面形式都是典型的翼型。本文即著眼于潛艇上翼型結(jié)構(gòu)的振動與聲輻射問題，本著從簡單到復(fù)雜的思想，研究以二維翼型為切入點，到結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜的三維翼型，結(jié)合計算流體力學(xué)與邊界元方法，對它們進行流噪聲和二次聲的數(shù)值仿真，研究攻角、流速對聲輻射的影響。Lighthill提出聲學(xué)類比理論后，流噪聲的研究才開始得到迅速發(fā)展。近年來，邊界元方法結(jié)合Lighthill聲學(xué)類比理論來計算流噪聲的
4、方法得到了迅速發(fā)展。本文即采用邊界元方法對二維翼型和三維翼型聲場進行數(shù)值仿真。首先應(yīng)用大渦模擬的理論方法對翼型繞流場進行模擬，流場仿真得到壓力脈動后，將其分別作為偶極子聲源和隨機激勵力對二維翼型、三維翼型進行流噪聲和二次聲的計算。最后對三維翼型進行了水洞試驗，分析了翼型振動特性，并和理論仿真進行了對比分析。文中對各種工況下流噪聲和二次聲的計算結(jié)果進行了對比分析和歸類總結(jié)。對流速、攻角對聲場的影響進行了探討，結(jié)果表明在一定范圍內(nèi)，隨流速和攻角的增大，翼型附近的聲壓值均有規(guī)律地增大。對比分析了三維翼型表面壓力脈動和聲壓值的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)它
5、們之間存在重要的聯(lián)系，我們可以根據(jù)壓力脈動的分布預(yù)測流噪聲。此外，還對流噪聲與二次聲的關(guān)系進行了研究，發(fā)現(xiàn)二次聲主要取決于結(jié)構(gòu)的固有特性。最后還通過水洞I摘要試驗，驗證了三維翼型的振動特性。實驗結(jié)果驗證了數(shù)值仿真的準(zhǔn)確性。關(guān)鍵詞：翼型；大渦模擬；流噪聲；二次聲；Lighthill聲學(xué)類比理論；邊界元方法IIABSTRACTRESEARCHONFLOWINDUCEDVIBRATIONANDACOUSTICRADIATIONOFHYDROFOILABSTRACTHydrodynamicnoiseseverelydamagestheso
6、und-stealthcapabilityofthesubmarine.Propellernoise,andnoisegeneratingfromappendagesandcontrolsurfacearetypicalhydrodynamicnoisesources.Hydrofoilisthebasicstructureunitofthepropeller,ruddersandfinsinsubmarinestructure.Soitisnecessarytocarryonthebasicresearchonstructure
7、vibrationandacousticradiationofthehydrofoil.Researchobjectsofthisthesisare2Dand3Dhydrofoil.Inthisthesis,computationalfluiddynamics(CFD)andtheboundaryelementmethod(BEM)areusedtosimulateflownoiseandsecondacousticradiation.Andtheaimistofindtheinfluencesontheacousticfield
8、fromincidenceandflowvelocity.Lighthill'sacousticanalogymarksthetakingoffofresearchonflownoise.Inrecentyears,BEM,combinedwith
