水翼的空化噪声数值预报研究.pdf

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1、西安理工大学学报JournalofXi’anUniversityofTechn0logy(2O15)Vo1．31No．167文章编号：1006—4710(2015)01—0067—05水翼的空化噪声数值预报研究阮辉，廖伟丽，黄永，赵亚萍，赵夏青(西安理工大学水利水电学院，陕西西安710048)摘要：以NACA0015水翼为研究对象，采用Schnerr—Sauer空化模型和Ffowcs—WiliamsHawk—ings声学模型，计算了二维水翼的空化噪声，并对水翼的空化过程和水翼空化的噪声性能进行了分析。研究结果表明，水翼空化呈现出明显的脉动性和周期性，空化空泡云脱落的周期为0．1704S，由漩

2、涡引起的水翼壁面附近的反向射流是诱发空化空泡形成和脱落的主要成因。通过分析各个监测点的声压脉动特性可知，噪声在水翼头部区域的传播与主流方向一致，没有逆向传播。在空化发展过程中，空化区域的噪声信号有向下游叠加的趋势，但是传播到水翼尾部流动区域时，已经逐渐衰减完毕。关键词：水翼；空化；噪声；数值模拟中图分类号：TV734．1文献标志码：AResearchoncavitationnoisenumericalpredictionofhydrofoilRUANHui，LIAoWeili，HUANGYong，ZHAOYaping，ZHAOXiaqing(FacultvofWaterResourcesan

3、dHydroelectricEngineering，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China)Abstract：WithNACA0015hydrofoilastheresearchobjective，Schnerr—Sauerhydrofoilmode1andFfowes—Wiliams&HawkingsacousticmodelsareadoptedtocalculatethetWO—dimensiona1hydrofoilcavitationnoisesandtoanalyzetheperformancesofhydrofoilcavit

4、ationprocessandhy—drofoilcavitationnoises．Theresearchresultsindicatethathydrofoilcavitationprocessappearstohaveobviouspulsationandperiodicity，andthattheperiodofcavitationcloudfallingoffis0．1704S．ThereverseietinducedbythevortexnearthewallofhydrofoiliSthemajorcauseofcavitati—oninceptionandfallingoff．

5、Thetransmissiondirectionofnoiseintheheadofhydrofoilisthesamewiththemainflowdirection，andbackwardtransmissiondoesnothappen．Intheprocessofcavitationdevelopment，thenoisesignalofcavitationregionhasthetendencyofaddingtodown—stream。butwhenthenoisesignalspreadstothehydrofoiltailforregion，ithasgraduallyatt

6、enu—ated．Keywords：hydrofoil；cavitation；noise；numericalsimulation随着国民经济的快速发展和科学技术的迅速革击波具有高分贝的噪声，在许多空化实验l2中，空新，涉及到空化现象的学科领域越来越广，如水轮化发生时首先侦测到声音，而不是观察到水泡，这种机、水泵、高速鱼雷体、水面舰艇、潜艇、水利工程泄高分贝的噪声严重影响机组的安全稳定运行。水建筑物乃至生物学和医学等uJ。一直以来，由空为了消除空化引起的负面影响，近年来，如何准化引起的危害阻碍了许多工程项目的发展，特别是确地模拟出空化现象成为研究的热点，而模拟的关在水力机械领域，空化引起的不稳

7、定和压力脉动不键在于采用的空化模型和噪声模型。南京理工大学但使得水力系统流量控制困难，而且导致周围结构的张木等比较了Kunz空化模型和Sauer空化模的振动，更有甚者，空化产生的宽波段的激波具有与型模拟NACA0015水翼的空泡形态，分析了初始其他部件发生共振的风险；空泡溃灭，内爆发射的冲涡、回射涡、空泡分离及空泡再生的周期性脱落过收稿日期：2014-06—10基金项目：国家自然科学基金资助项目(511791