螺旋桨低频流噪声模拟方法研究.pdf

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1、第7卷第5期中国舰船研究Vol.7No.52012年10月ChineseJournalofShipResearch中国舰船研究Oct.第20127卷doi：10.3969/j.issn.1673－3185.2012.05.003螺旋桨低频流噪声模拟方法研究龚京风张文平明平剑宣领宽哈尔滨工程大学动力与能源工程学院，黑龙江哈尔滨150001摘要：针对DTMBP4119螺旋桨在进速比为0.833时的流噪声进行研究，探讨螺旋桨低频流噪声数值模拟方法。首先采用大涡模拟方法模拟螺旋桨的非稳态流场，然后求解K-FWH方程预测低频流噪声。将计算得到的推力系数和扭矩

2、系数与实验值比较，验证流场模拟的正确性。从流场仿真结果可以看出，螺旋桨表面存在连续的涡脱落现象。声场计算的结果表明：离散噪声远大于宽带噪声；宽带噪声主要由螺旋桨表面的涡脱落引起，宽带噪声引起螺旋桨近场总声压级的周向波动；在同一半径处总声压级沿轴向逐渐减小，在同一平面内总声压级沿径向先增加后减小。关键词：螺旋桨；大涡模拟；水动力特性；低频流噪声中图分类号：U664.33文献标志码：A文章编号：1673－3185（2012）05－14－08NumericalAnalysisofthePropellerLowFrequencyFlow-NoiseGONG

3、Jing-fengZHANGWen-pingMINGPing-jianXUANLing-kuanSchoolofEnergyandPowerEngineering，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，ChinaAbstract：Inthispaper，thenumericalsimulationofthepropellerlowfrequencyflow-noisewasinvestigat⁃ed，andtheacousticfieldofpropellerDTMBP4119atanadvancerat

4、ioof0.833wasstudied.First，thetemporalflowfieldwassimulatedwiththeLarge-EddySimulation（LES）approach.Then，theK-FWH（Kirchhoff-FfowcsWilliamsandHawkings）equationsweresolvedtoobtainthelowfrequencyflow-noise.Bycomparingthethrustcoefficientsandthetorquecoefficientscalculatedwithexper

5、imentaldata，thecor⁃rectnesspreviouslysimulatedtemporalflowfieldcouldbeverified.Itcouldbeobservedfromthesimulatedflowfieldthatcontinuousvortexsheddingdoesexistatthepropellersurface.Also，thecalculatedacousticfieldshowsthat（1）themagnitudeofdiscretenoisedominatesthatofbroadbandnoi

6、se；（2）thebroadbandnoiseismainlyinducedbythevortexsheddingphenomenonandisresponsibleforthecircumferencefluctu⁃ationofoverallSoundPressureLevel（SPL）inthenearregionofthepropeller；（3）theSPLatthesamera⁃diusdecreasesgraduallyalongtheaxialdirection，anditexperiencesaninitialincrease，f

7、ollowedbyade⁃creasesalongtheradialdirection.Keywords：propeller；Large-EddySimulation；hydrodynamiccharacteristics；lowfrequencyflow-noise亚音速下的螺旋桨流噪声的来源及辐射特性。螺0引言旋桨流噪声对于舰艇的辐射噪声贡献并不大，但噪声预报是舰船声学设计过程的一个重要环它是影响声呐信噪比的重要因素。流噪声可增加节，它是选用减振降噪措施及确定其技术指标的声呐的背景噪声，掩盖来自远距离目标声信号的［1］重要依据。螺旋桨噪声是舰船

8、三大噪声源之接收。因此，预测、分析螺旋桨近场流噪声具有重一，根据螺旋桨噪声产生的机理，可以分为桨叶振要意义。动噪声、流噪声