水下高速小目標(biāo)流激振動(dòng)噪聲特性分析.pdf

1、水下高速小目標(biāo)在水中高速航行時(shí)，航速一般都在幾十節(jié)以上，此時(shí)相比于機(jī)械噪聲和螺旋槳噪聲，流激振動(dòng)噪聲在輻射噪聲方面貢獻(xiàn)較大。因此研究流激振動(dòng)噪聲的特性對(duì)于增強(qiáng)水下高速小目標(biāo)以及其發(fā)射平臺(tái)的隱蔽性具有重大影響。流激振動(dòng)噪聲的產(chǎn)生主要是水下高速小目標(biāo)航行時(shí)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(duì)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(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)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(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已經(jīng)可以方便和準(zhǔn)確的

2、對(duì)流場(chǎng)及聲場(chǎng)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(duì)比線型，設(shè)計(jì)四個(gè)不同頭部線型的結(jié)構(gòu)模型，利用計(jì)算機(jī)軟件仿真技術(shù)對(duì)四個(gè)水下高速小目標(biāo)模型進(jìn)行模態(tài)分析、流場(chǎng)特性和聲場(chǎng)特性的仿真計(jì)算。使用SolidWorks建立四個(gè)仿真模型利用 COMSOL軟件對(duì)四個(gè)水下高速小目標(biāo)模型分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)振動(dòng)和流固耦合振動(dòng)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(chǎng)特性計(jì)算的流場(chǎng)計(jì)算模型和應(yīng)用

3、于聲場(chǎng)特性分析的聲場(chǎng)計(jì)算模型，并對(duì)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(duì)三個(gè)流速下，四個(gè)不同模型的流場(chǎng)特性進(jìn)行仿真計(jì)算；將所得流場(chǎng)湍流脈動(dòng)壓力作為聲場(chǎng)分析軟件 ACTRAN的激勵(lì)源，依據(jù) Lighthill聲類比理論對(duì)模型的流激振動(dòng)噪聲進(jìn)行仿真計(jì)算，從而得到不同模型、不同流速下的流激振動(dòng)噪聲特性。然后加工實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，在重力式低噪聲水洞中利用混響箱?/p>

4、分別對(duì)不同模型進(jìn)行輻射噪聲測(cè)量。最后將計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算結(jié)果與水洞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。
　　通過對(duì)仿真計(jì)算結(jié)果的分析表明：水下高速小目標(biāo)模型的流激振動(dòng)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(dòng)壓力較高；在不同流速下流激振動(dòng)產(chǎn)生聲壓級(jí)峰值的頻率點(diǎn)位置，只與模型本身有關(guān)，與流速無關(guān)。具有相同頭部長(zhǎng)度的兩個(gè)模型，平頭模型的流激振動(dòng)噪聲比圓頭模型的流激振動(dòng)噪聲大；同是平頭的兩個(gè)模型，頭部長(zhǎng)度較長(zhǎng)且平端面直徑較小的模型流