充液翼型彈性腔流激振動(dòng)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(duì)航行器的聲隱身效果來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。同時(shí),流噪聲亦對(duì)腔體內(nèi)部聲場(chǎng)分布產(chǎn)生一定影響。應(yīng)用本文仿真方法可對(duì)充液彈性腔體的流噪聲特性進(jìn)行計(jì)算評(píng)估,為水下航行器的指揮臺(tái)圍殼、導(dǎo)流罩等結(jié)構(gòu)的外形設(shè)計(jì)、材料選擇等優(yōu)化處理提供一定參考依據(jù),亦對(duì)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(jià)值。本文仿真過(guò)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(duì)彈性翼型腔體模型的流噪聲特性進(jìn)行了仿真計(jì)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(jì)算需要進(jìn)行適合的網(wǎng)格劃分及網(wǎng)格收斂性驗(yàn)證;其次,對(duì)不同湍流理論模型進(jìn)行分析、計(jì)算,選擇了渦粘模型中通過(guò)計(jì)算湍流動(dòng)能及湍流耗散來(lái)求得雷諾應(yīng)力項(xiàng)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(chǎng)計(jì)算,描述了湍流、尾流的產(chǎn)生機(jī)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(chǎng)計(jì)算所得的湍流

3、脈動(dòng)壓力作為激勵(lì)源,采用ACTRAN軟件完成模型振動(dòng)及內(nèi)、外部聲響應(yīng)特性的計(jì)算,同時(shí),應(yīng)用Lighthill聲類比方法,將流場(chǎng)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(jì)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(duì)結(jié)構(gòu)流噪聲進(jìn)行更精確的計(jì)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(shí)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(dòng)響應(yīng)較