论文摘要
指挥台围壳是突出于潜艇表面具有标志性的流线型透水结构,由于现在各国对潜艇的机械噪声和螺旋桨噪声的更有效控制,指挥台围壳在水流冲击下的辐射噪声越来越引起关注。本文首先通过大型计算流体力学计算软件(CFD)对二维和三维指挥台围壳模型的流场进行了仿真,研究了沿壳体表面的时均压力和流场分布,为下一步的结构优化奠定基础;其次对围壳模型进行了模态分析,根据结构模态提出了加肋、加厚等几种优化方案:然后采用有限元+间接边界元法对优化前后模型的辐射声功率进行了计算,分析了各种优化方案的降噪效果:最后根据数值计算结果,加工了不同的围壳模型,在重力式水洞中采用混响法进行辐射声功率的测量工作。理论计算及试验测量的结果表明:对围壳模型进行适当的结构优化,可以很好地抑制其流噪声;围壳模型的流噪声与流速有关,围壳模型的总辐射噪声大致与流速的4.9~6.3次方成正比,符合流噪声的辐射一般规律。
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摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 论文研究背景1.2 国内外研究现状1.2.1 湍流边界层随机激励力1.2.2 结构受激振动和声辐射1.2.3 结构振动与声辐射预报的研究综述1.2.4 翼形结构的优化研究1.2.5 测量方法研究1.3 论文的研究方法及主要研究内容1.3.1 论文的研究方法1.3.2 论文的工作内容第2章 湍流模型的理论分析2.1 湍流的定义、特征及其分类2.1.1 湍流的定义2.1.2 湍流的基本特征2.1.3 湍流的分类2.2 湍流的控制方程2.3 指挥台围壳模型CFD计算的标准k-ε湍流模型2.4 本章小结第3章 围壳模型的CFD仿真3.1 ANSYS-FLOTRAN二维流场仿真3.1.1 FLOTRAN模块介绍3.1.2 指挥台围壳模型的选取3.1.3 二维稳定流场分析的步骤及工作流程3.1.4 二维指挥台围壳模型CFD前处理3.1.5 二维指挥台围壳模型CFD后处理3.2 ANSYS-CFX三维流场仿真3.2.1 三维维指挥台围壳模型CFD前处理3.2.2 三维指挥台围壳模型CFD后处理3.3 本章小结第4章 指挥台围壳模型的优化方案4.1 结构动力学理论模型4.2 流固耦合系统的动力学模型4.2.1 流固耦合系统基本方程4.2.2 流固耦合的有限元方程4.3 模态分析及结构优化4.4 不同工况下的围壳模型水下受激振动研究4.4.1 边界元法计算声场的基本原理4.4.2 围壳在不同工况下的声辐射特性4.4.2.1 模型转捩位置施加力4.4.2.2 模型尾部位置施加力4.5 本章小结第5章 指挥台围壳模型的辐射声功率测量5.1 混响法辐射声功率测量原理5.2 实验概况5.2.1 混响箱法测量指挥台围壳在不同流速下的辐射声功率5.2.2 混响箱法辐射声功率测量的自由场校准5.3 实验结果分析5.3.1 辐射声功率的校准结果5.3.2 围壳模型辐射声功率测量结果分析5.4 本章小结结论参考文献攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果致谢
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标签:指挥台围壳论文; 结构优化论文; 混响法论文; 水洞论文;