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重要。同時,流噪聲亦對腔體內部聲場分布產生一定影響。應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、導流罩等結構的外形設計、材料選擇等優(yōu)化處理提供一定參考依據,亦對結構腔體內聲學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和聲學有限元軟件ACTRAN相結

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容:首先,采用ANSYS軟件完成圍殼、舷側模型的建立,并根據不同的計算需要進行適合的網格劃分及網格收斂性驗證;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力項的標準k-ε模型,采用FLUENT軟件完成了結構模型外部流場計算,描述了湍流、尾流的產生機理和分布特性,發(fā)現(xiàn)了流速變化較大的轉捩區(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、外部聲響應特性的計算,同時,應用Lighthill聲類比方法,將流場流速結果作為聲源,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構輻射噪聲相結合的方法可對結構流噪聲進行更精確的計算及描述。在此基礎上,獲得了不同流速條件下、模型厚度變化時的結構模型流噪聲輻射特性。
　　研究結果表明:流噪聲隨流速的增加而增大;翼型圍殼模型在0-1000Hz頻段內振動響應較