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船舶典型结构声性能仿真分析

张娟  
【摘要】: 本文围绕“船舶典型结构声性能仿真分析”这一主题,基于统计能量分析方法,开展了以下研究: 首先,在阅读国内外文献的基础上,对统计能量分析方法的发展进行了综述。同时详细归纳了复杂结构声振环境预报的方法及湍流边界层激励下声呐腔自噪声的国内外研究概况。 其次简要介绍了以统计能量分析原理为基础的声仿真软件AutoSEA2的应用。利用AutoSEA2建立了可用于典型动力源激励下辐射噪声分析的某船分段3D模型,建模过程中对T型材的等效变换以及动力源激励力的等效计算进行了研究,得到了对工程设计计算具有参考价值的结论。在此基础上,计算了此激励产生的辐射噪声。仿真计算结果与试验结果吻合较好,表明了统计能量分析在高频区预示船舶声振环境的可靠性。 最后,利用统计能量分析法分析湍流边界层激励下水下航行器声呐腔自噪声水动力分量。当水下航行器速度达到一定值时,声呐腔自噪声水动力分量为主要的噪声,此噪声会影响声呐的性能。降低自噪声不仅可以增大声呐的作用距离,更为重要的是增加了水下航行器的隐蔽性。本文在前人研究的基础上,采用一种新的回转体模型模拟声呐罩。当雷洛数达到一定值时,回转体表面的边界层会产生分离,在回转体表面形成空间不均匀分布。本文利用Fluent软件计算边界层分离点和边界层内压力系数。同时计算了声呐罩表面空间不均匀湍流边界层的输入功率,对声呐腔自噪声声压级的变化规律及罩壁材料的选用进行了讨论。此部分内容可作为工程估算的参考。


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