水下高速小目標(biāo)流激振動噪聲特性分析.pdf

1、水下高速小目標(biāo)在水中高速航行時，航速一般都在幾十節(jié)以上，此時相比于機械噪聲和螺旋槳噪聲，流激振動噪聲在輻射噪聲方面貢獻(xiàn)較大。因此研究流激振動噪聲的特性對于增強水下高速小目標(biāo)以及其發(fā)射平臺的隱蔽性具有重大影響。流激振動噪聲的產(chǎn)生主要是水下高速小目標(biāo)航行時其外表面與水的接觸面所產(chǎn)生的邊界層發(fā)出的。早期對于流噪聲的理論分析是根據(jù)半數(shù)學(xué)理論推導(dǎo)半實驗經(jīng)驗公式的基礎(chǔ)上發(fā)展而來。得益于有限元分析及CFD技術(shù)的發(fā)展，計算機仿真技術(shù)已經(jīng)可以方便和準(zhǔn)確的

2、對流場及聲場特性進(jìn)行仿真分析。
　　本文主要內(nèi)容：在理論分析的基礎(chǔ)上，首先根據(jù)現(xiàn)役水下高速小目標(biāo)及其對比線型，設(shè)計四個不同頭部線型的結(jié)構(gòu)模型，利用計算機軟件仿真技術(shù)對四個水下高速小目標(biāo)模型進(jìn)行模態(tài)分析、流場特性和聲場特性的仿真計算。使用SolidWorks建立四個仿真模型利用 COMSOL軟件對四個水下高速小目標(biāo)模型分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)振動和流固耦合振動模態(tài)分析；利用有限元分析軟件 ANSYS分別建立應(yīng)用于流場特性計算的流場計算模型和應(yīng)用

3、于聲場特性分析的聲場計算模型，并對其進(jìn)行離散化處理；分析不同湍流模型，選擇Reynolds平均法中的兩方程模型標(biāo)準(zhǔn)k??模型，利用CFD軟件求解器FLUENT分別對三個流速下，四個不同模型的流場特性進(jìn)行仿真計算；將所得流場湍流脈動壓力作為聲場分析軟件 ACTRAN的激勵源，依據(jù) Lighthill聲類比理論對模型的流激振動噪聲進(jìn)行仿真計算，從而得到不同模型、不同流速下的流激振動噪聲特性。然后加工實驗?zāi)Ｐ?，在重力式低噪聲水洞中利用混響箱?/p>

4、分別對不同模型進(jìn)行輻射噪聲測量。最后將計算機仿真計算結(jié)果與水洞實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。
　　通過對仿真計算結(jié)果的分析表明：水下高速小目標(biāo)模型的流激振動噪聲隨著水流速度的增加而增大，并且模型頭部相比其他位置的湍流脈動壓力較高；在不同流速下流激振動產(chǎn)生聲壓級峰值的頻率點位置，只與模型本身有關(guān)，與流速無關(guān)。具有相同頭部長度的兩個模型，平頭模型的流激振動噪聲比圓頭模型的流激振動噪聲大；同是平頭的兩個模型，頭部長度較長且平端面直徑較小的模型流