集成统计能量法计算声呐自噪声水动力噪声分量

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1、第11卷第2期船舶力学V0l_11No．22007年4月JournalofShipMechanicsApr2007文章编号：1007—7294(2007)02—0273—11集成统计能量法计算声呐自噪声水动力噪声分量俞孟萨，朱正道(中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082)摘要：针对舰船艏部非规则形状声呐罩的自噪声预报，借鉴集成模态法思路ll一1，采用虚拟弹性膜技术，建立集成统计能量法(Integro—SEA)，并以矩形腔声呐罩为例验证计算精度。在此基础上，采用集成统计能量法计算舰船艏部声呐自噪声的水动力噪声分量，并修正计算艏部边界层转捩区湍流猝发卢源对声呐自噪声的作用。研究表明：用经

2、典SEA和集成SEA方法‘算矩形腔声呐罩自噪声，偏差小于ldB，集成SEA方法加边界层转捩区声源修正，计算的舰船艏部声呐自噪声与实艇测试结果比较，在200Hz-6kHz的中频范围内相差2-3dB。关键词：集成统计能量法；卢呐自噪声；水动力噪声；声呐罩中图分类号：0427文献标识码：ACalculationofhydrodynamiccomponentofsSo0narse．'Ilf-no0ilsebyl。ntegRro-S~EAmethno0dYUMeng-sa，ZHUZheng-dao(ChinaShipScientificResearchCentre，Wuxi214082，China

3、)Abstract：Inordertopredictsonarself—noiseinsidethesonardomeofirregularforminthefore—bodyofsubmarines，theIntegro—SEAmethodisestablishedbyapplyingtheideaofintegro—modalapproachandthetechniqueofvirtualelasticmembrane．Thehydrodynamicself—noiseofarectangularsonardomemodeliScalculatedtoexaminetheaccura

4、cyoftheIntegro—SEAmethod．Then，thehydrodynamicself—noiseofthesonardomeinthefore—bodyofasubmarineiScalculated．andtheeffectoftrubulenceboundarylayertran—sitioniSalsoincluded．Bvthecomparisonoftheself—noiseofrectangularsonardome，thedifferencebe。tweentheresultsobtainedbytheclassicalSEAandtheIntegro—SEA

5、iSlessthan1dB．WhanbothoftheIntegro—SEAmethodandthemodificationoftransitionnoisewereconsidered，thedifferencebetweenthecalculatedandthemeasuredhydrodynamicself—noisecomponentofasonardomeinthefore—bodyofasubmarineiSabout2—3dBinthefrequencyrangeof200Hz一6kHz．Keywords：Integro-SEA；sonarself-noise；hydrod

6、ynamicnoise；sonardome1前言高航速和中高频段，舰船声呐罩内自噪声以水动力噪声分量为主，它是声呐罩透声窗在湍流脉动压力激励下的受激振动所产生的噪声。由于实际的声呐罩形状复杂，声呐罩自噪声研究一般都采用简化的模型，文献[3]综述了声呐自噪声预报的模型和方法。近年来，针对内部区域声场求解，Missaoui和收稿日期：2007一O1—12作者简介：俞孟萨(1960一)，男，中国船舶科学研究中心研究员。274船舶力学第l1卷第2期Cheng~

7、2】等人采用Hamilton原理和Rayleigh—Ritz法，研究了有内部甲板的有限长圆柱壳结构振动与内部声场的耦合问题，内部声场采用

8、集成模态法(Integro-modalapproach)求解。Wu和Chenl4,51根据互易原理，提出了求解复杂形状腔体内部声场和声振耦合问题的区域覆盖法(CoveringDomainMethod)。Han等人[61采用能量流分析法(EnergyFlowAnalysisMethod)，求解以空间和时间平均能量密度为参数的平板振动方程，预报弹性平板受湍流脉动压力激励产生的振动以及平板下方矩形腔内声压均方值。Graham[71为了计算