低水动力自噪声的头体线型优化设计方法

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1、第24卷第2期水动力学研究与进展Vo1．24．No．22009年3月CHINESEJOURNALOFHYDRODYNAMICSMar．．2O09文童■号ll000—4874f20o91一O2—0180一lO低水动力白噪声的头体线型优化设计方法米唐科范，柳康宁(上海交通大学工程力学系，上海2o0240，Email：kftang@sjtu．edu．cn)摘要：本文阐述了一套低水动力自噪声的头体线型优化设计方法，即通过优化设计水下航行体的头部线型，在保证无空化航行的前提下，降低头体边界层流动对其前驻点位置的水动力自噪声干扰。这种头体线型优化设计方法，首先利用自噪声频谱的相似规律，结合已有

2、理论分析和实验测试结果对轴对称回转体的水动力自噪声频谱进行数值预报；然后以该自噪声声压谱级为目标函数，结合工程实际中的约束条件，进行头体几何参数的多参数寻优。这种优化设计方法能以较小的计算量获得较高精度的关键频率处的自噪声声压谱级预报和相应的低噪声头体线型优化设计，从而具备广泛工程应用的可行性。本文中所列的典型算例显示，经过线型优化设计的头型具有比原型显著降低的自噪声。关键词t水动力噪声；自噪声；头体线型；优化设计中圈分类号：u661．1，O427．5文献标识码：AAppr0achesf0r0ptimizeddesign0ftheheadfl0mwithl0whydI．0-dyna

3、micalself_n0iseTANGKe—fan，LIUKang—ning(D印artmemofEngineeringMechanics，ShaIlghaiJiaoTbngUniVersity，Shanghai2OO24O，CIlina)Abstract：Asetof印pmachesfl0roptimizgmedesignofmeheadf0珊withlowhydm—dynamica1noiseisdescedinthispaper．nistoreducetlleself_n0isegeneratedbyitsbOundarylayeratⅡlestagnationposm0no

4、ftl1eheadfbminnoncavitatingnow．rI11isoptimizationmemodisflrsnyt0numericallypr酣ictmehydro—dynaInicalself_noisespectnmlontl1ea)【isyI砌etricbodies，byusmes砌larity1awofmeself_n0isespec锄maIldsomeomerⅡle0retica1aJldexperimentalresults．ThenitputsfbnvardamuparalTleter叩timizatiOnOfgeOmetricparametersOfⅡl

5、eheadfb珊，cOnside血gⅡlesoundpressurespecⅡleve1ofmeself-noiseasmeobjectivefunctionundertlleconsntconditions仃ommeengineeringpractice．Itisshown

6、；收藕日期I2008．10—17(2009．01．12修改藕)基金项目：上海市重点学科建设项目资助，项目编号：B2O6作者简介。唐科范(1964一)，男，江苏无锡人，讲师，工学博士唐科范，等：低水动力自噪声的关体线型优化设计方法181mattl1edesbedmethodisfeasiblef0rawidel

7、yengapplicati0nbecauseofifssmallcomputa曲nalc0standquiteaccuratepredictionofs0undpressurespec砌leVeloftheself．n0iseattllelreyfequency．FmmttletypicalexaI】1plesinmispaper，itshowsmattt1eself_noise0n吐le叩血mzedheadf0nnsisdbvi0uslylowerⅡlanmatflr0mⅡ1eiIlitialshapesKeywOrds：hydm—dynanlica1noise；seIf_n0i

8、se；f0re—hDdyshape；op血mlmdesigrI)73=寺(小K()(1)1前言式中：是平端面和过渡曲线连接处过渡曲线的曲率变化率，是过渡曲线和平行中体连接处过所谓头体水动力自噪声是指，头体在水中高速航行时，由头体周围水动力原因引起的对位于头端渡曲线的曲率变化率，并且：部处声纳阵的的噪声干扰。自噪声和辐射噪声的区别在于，辐射噪声是在远处测得的噪声，而自噪声()=6(一1)，()=()。，是在近场的头体前驻点附近测得的噪声。由于头体边界层紧挨着前驻点，这就