充液翼型彈性腔流激振動與聲特性研究.pdf

1、流噪聲作為水下航行器的三大噪聲源之一,如何降低流噪聲,對航行器的聲隱身效果來說至關(guān)重要。同時,流噪聲亦對腔體內(nèi)部聲場分布產(chǎn)生一定影響。應(yīng)用本文仿真方法可對充液彈性腔體的流噪聲特性進行計算評估,為水下航行器的指揮臺圍殼、導(dǎo)流罩等結(jié)構(gòu)的外形設(shè)計、材料選擇等優(yōu)化處理提供一定參考依據(jù),亦對結(jié)構(gòu)腔體內(nèi)聲學(xué)儀器的選擇及布放位置的確定具有一定參考價值。本文仿真過程采用了將有限元軟件ANSYS、CFD求解軟件FLUENT和聲學(xué)有限元軟件ACTRAN相結(jié)

2、合的方法對彈性翼型腔體模型的流噪聲特性進行了仿真計算。主要包括以下幾方面內(nèi)容:首先,采用ANSYS軟件完成圍殼、舷側(cè)模型的建立,并根據(jù)不同的計算需要進行適合的網(wǎng)格劃分及網(wǎng)格收斂性驗證;其次,對不同湍流理論模型進行分析、計算,選擇了渦粘模型中通過計算湍流動能及湍流耗散來求得雷諾應(yīng)力項的標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型,采用FLUENT軟件完成了結(jié)構(gòu)模型外部流場計算,描述了湍流、尾流的產(chǎn)生機理和分布特性,發(fā)現(xiàn)了流速變化較大的轉(zhuǎn)捩區(qū);最后,將流場計算所得的湍流

3、脈動壓力作為激勵源,采用ACTRAN軟件完成模型振動及內(nèi)、外部聲響應(yīng)特性的計算,同時,應(yīng)用Lighthill聲類比方法,將流場流速結(jié)果作為聲源,完成湍流邊界層起伏直接聲輻射的計算,將邊界層直接輻射噪聲與流激結(jié)構(gòu)輻射噪聲相結(jié)合的方法可對結(jié)構(gòu)流噪聲進行更精確的計算及描述。在此基礎(chǔ)上,獲得了不同流速條件下、模型厚度變化時的結(jié)構(gòu)模型流噪聲輻射特性。
　　研究結(jié)果表明:流噪聲隨流速的增加而增大;翼型圍殼模型在0-1000Hz頻段內(nèi)振動響應(yīng)較