伴流场中对转桨空化初生的判定与辐射噪声预报和校验

作     者：杨琼方 王永生 张志宏 侯国祥 孙红星 刘竹青 YANG Qiongfang;WANG Yongsheng;ZHANG Zhihong;HOU Guoxiang;SUN Hongxing;LIU Zhuqing

作者机构：海军工程大学动力工程学院武汉430033 海军工程大学理学院武汉430033 华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074 中国船舶科学研究中心无锡214082 

基　　金：国家自然科学基金(51009144) 水下测控技术重点实验室延伸性发展基金(YS0C261301)资助 

出 版 物：《声学学报》 (Acta Acustica)

年 卷 期：2014年第39卷第5期

页      码：589-604页

摘      要：采用空化多相流瞬态模拟和边界元数值声学计算相结合的混合方法,预报了全附体假尾后对转桨在初生空化状态下的线谱和宽带谱噪声,分析了初生空化状态下对转桨噪声谱级相对于无空化状态的增量,提出了同时从流场与声场角度判定对转桨空化初生的四个充分条件。预报值与空泡水筒噪声测量值进行了比较。多相流瞬态模拟包括非定常雷诺时均模拟、尺度适应模拟和分离涡模拟三种方法。计算结果表明,在大范围进速系数范围内预报对转桨敞水性能曲线与测量值吻合很好。尺度适应模拟(SAS)和分离涡模拟(DES)在捕捉对转桨空化脉动压力时精度相当,均能满足非定常负载噪声预报的精度要求;雷诺时均模拟(URAN S)仅对于低频负载噪声来说基本适用。空泡体积脉动诱导线谱噪声在800 Hz处的预报误差小于4 dB;在800 Hz^3 kHz频段内,预报得到1/3oct中心频率处谱级的平均误差小于1.5 dB,总声级预报误差小于2.4 dB。空化初生的充分条件为:空化面积与桨盘面面积的比值小于2%、积分力和叶梢截面压力系数分布较无空化状态基本不变且中高频段噪声谱级增加8~10 dB。较好地解决了伴流场中对转桨空化初生判定和初生空化状态下辐射噪声预报的两个技术难题,可直接服务于高速、低噪声鱼雷的设计研发。

主 题 词：空化初生 噪声预报 对转桨 伴流场 辐射 瞬态模拟 空化状态 校验 

学科分类：080704[080704] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

核心收录：

D　O　I：10.15949/j.cnki.0371-0025.2014.05.001

馆 藏 号：203535685...