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1、第38卷第8期2016年8月艦船科學技術SH【PSCIENCEANDTECHNOLoGYV01．38，No．8Aug．，2016螺旋槳脈動壓力及噪聲特性的數(shù)值模擬研究汪利，孫國倉，徐俊(武漢第二船舶設計研究所，湖北武漢430205)摘要：采用LES方法結合FW．H聲學模型計算分析了螺旋槳的近場脈動壓力和遠場聲輻射特性。近場脈動壓力分析結果表明：脈動壓力頻譜特性在槳盤面和槳軸方向存在差異，脈動壓力幅值隨著距離增大迅速衰減；若要得到螺旋槳遠場輻射噪聲，聲壓接收點的位置需至少距離螺旋槳10倍直徑。遠場噪聲指向性分析
2、結果發(fā)現(xiàn)：聲壓總級在槳軸縱向平面呈現(xiàn)橢圓形分布，軸向總聲級比盤面周向大。此外，噪聲頻譜特性的分析結果發(fā)現(xiàn)，槳盤面和槳軸方向聲輻射頻率特性也存在差異。關鍵詞：螺旋槳；脈動壓力；噪聲指向性；頻率特性中圖分類號：U664．33文獻標識碼：A文章編號：1672—7619(2016)08—0034—05doi：10．3404／j．issn．1672—7619．2016．08．007Numericalinvestigationofnear—-fieldfluctuatingpressureandfar·-fieldnoi
3、secharacteristicinducedbyapropellerWANGLi，SUNGuo·cang，XUJun(WuhanSecondShipDesignandResearchInstitute，Wuhan430205，China)Abstract：Inthispaper，thenear-fieldfluctuatingpressureandfar-fieldnoiseinducedbyapropellerisinvestigatedwithLESandFW·Hmethod．Analysisofflu
4、ctuatingpressureinnearfieldrevealthat．thefrequencyperformaceoffluctuatingpressureinthedisk—directionisdifferentfromthatintheaxis．direction．Theamplitudeoffluctuatingpressuredecreasesrap．idlywithincreasingdistance．Itisalsofoundthatthedistancebetweensoundpress
5、urereceiverandnoisesourcemustbelongerthan10timesofpropellerdiametertoavoidtheinfluenceofpseudo．sound．Analysisofnoisedirectivityinthefarfieldrevealsthat，thetotalsoundpressurelevelisuniformdistributioninthediskplane，whilethatisellipticaldistributioninthelongi
6、tudinalplane．Itisalsofoundthatthefrequencycharacteriscofsoundradiationinfarfiledisdirectivity．Keywords：propeller；fluctuatingpressure；noisedirectivity；frequencycharacteristic0引言螺旋槳是艦船的主要推進裝置，由于它直接在水中運轉，產生的噪聲在船體外形成，并直接輻射到海水中。近年來，國內外對無空泡狀態(tài)下螺旋槳噪聲的輻射特性和頻率特性等開展了大
7、量的理論研究和試驗研究11-31，對螺旋槳噪聲的產生機理有了一定的認識【4】。但由于影響螺旋槳噪聲的因素很多，采用試驗和理論預報方法都存在一定的不足，目前隨著CFD技術的發(fā)展使得用數(shù)值方法處理螺旋槳噪聲問題成為可能卜10】。本文采用LES方法計算分析螺旋槳近場脈動壓力分布特性，并結合FW．H聲比擬理論將聲場計算和流場計算結合在一起，計算分析螺旋槳無空泡噪聲。1數(shù)值方法1．1計算方法Lighthill將流體運動發(fā)聲的復雜現(xiàn)象用靜態(tài)介質中存在等效聲源的聲學問題來進行類比，認為流噪聲是由速度波動、熵波動、粘性應力的
8、非線性相互作用而產生的流動非穩(wěn)定引起。Lighthill方程為：協(xié)’一孬02p'=一箸冉聲一裊，(1)乃J=pUi％+dij(P—c扣)一Tij。(2)收稿日期：2015—12—22；修回日期：2016—01—20基金項目：國家自然科學基金資助項目(51409199)作者簡介：汪利(1984一)，男，高級工程師，主要從事艦船推進器噪聲研究。第38卷汪利，等：螺旋槳脈動壓力及噪聲特性的數(shù)值模擬研究·3
