三維剛性壁面空腔-圓柱凸體組合結(jié)構(gòu)水動噪聲研究.pdf

1、空腔、凸體及其組合結(jié)構(gòu)是水下航行器表面上常見的結(jié)構(gòu)。當(dāng)水流經(jīng)過這些結(jié)構(gòu)時,會產(chǎn)生水動噪聲,既影響搭載在其上的聲學(xué)儀器的探測精度,又降低自身的聲學(xué)隱蔽性,同時給海洋環(huán)境帶來噪聲污染,影響海洋生物的正常生長。目前關(guān)于單空腔及單圓柱凸體的氣動噪聲研究較多,但關(guān)于空腔—凸體組合結(jié)構(gòu)的氣動噪聲和水動噪聲的研究很少,且水動噪聲有其不同于氣動噪聲的特點,因此開展空腔-凸體的水動噪聲的研究很有必要。
　　本文根據(jù)水下航行器上搭載的天線、聲通訊等的

2、安裝結(jié)構(gòu)特征,將其簡化為剛性壁面空腔-圓柱凸體組合結(jié)構(gòu),采用大渦數(shù)值模擬(LES)-Lighthill等效聲源混合法研究該結(jié)構(gòu)的非定常流動機制及水動噪聲特性,為水下航行器的降噪技術(shù)提供理論指導(dǎo)。取得研究成果如下:
　　(1)通過對圓柱空腔-凸體組合結(jié)構(gòu)、單圓柱凸體、單圓柱空腔非定常流動機制及水動噪聲特性的分析表明,對于圓柱空腔-凸體組合結(jié)構(gòu),由于圓柱凸體的存在減弱了腔體邊界層的渦旋流動,至使組合結(jié)構(gòu)的聲輻射既不像單空腔結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出偶

3、極子特性,也不像單圓柱凸體結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出四極子特性,而是介于偶極子和四極子之間。
　　(2)基于正交試驗,對影響空腔-圓柱凸體組合結(jié)構(gòu)水動噪聲的因素進行了分析,結(jié)果表明,當(dāng)水下航行器低速航行時,速度對組合結(jié)構(gòu)水動噪聲的貢獻不顯著,而高深比(圓柱凸體的高度與圓柱空腔的深度之比)則是影響組合結(jié)構(gòu)水動噪聲的主要因素,其次是直徑比(圓柱凸體與圓柱空腔直徑之比);方形空腔-圓柱凸體組合結(jié)構(gòu)的水動噪聲較圓柱空腔-凸體組合結(jié)構(gòu)的水動噪聲小。