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螺旋桨低频流噪声模拟方法研究

龚京风 张文平 明平剑 宣领宽

龚京风, 张文平, 明平剑, 宣领宽. 螺旋桨低频流噪声模拟方法研究[J]. 中国舰船研究, 2012, 7(5): 14-21. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.003
引用本文: 龚京风, 张文平, 明平剑, 宣领宽. 螺旋桨低频流噪声模拟方法研究[J]. 中国舰船研究, 2012, 7(5): 14-21. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.003
GONG Jingfeng, ZHANG Wenping, MING Pingjian, XUAN Lingkuan. Numerical Analysis of the Propeller Low Frequency Flow-Noise[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2012, 7(5): 14-21. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.003
Citation: GONG Jingfeng, ZHANG Wenping, MING Pingjian, XUAN Lingkuan. Numerical Analysis of the Propeller Low Frequency Flow-Noise[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2012, 7(5): 14-21. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.003

螺旋桨低频流噪声模拟方法研究

doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.003
基金项目: 中国博士后科学基金资助项目(20100471016)
详细信息
    作者简介:

    龚京风(1986-),女,博士研究生。研究方向:计算流体力学。

    通讯作者:

    龚京风

  • 中图分类号: U664.33

Numerical Analysis of the Propeller Low Frequency Flow-Noise

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    Corresponding author: GONG Jingfeng
  • 摘要: 针对DTMB P4119螺旋桨在进速比为0.833时的流噪声进行研究,探讨螺旋桨低频流噪声数值模拟方法。首先采用大涡模拟方法模拟螺旋桨的非稳态流场,然后求解K-FWH方程预测低频流噪声。将计算得到的推力系数和扭矩系数与实验值比较,验证流场模拟的正确性。从流场仿真结果可以看出,螺旋桨表面存在连续的涡脱落现象。声场计算的结果表明:离散噪声远大于宽带噪声;宽带噪声主要由螺旋桨表面的涡脱落引起,宽带噪声引起螺旋桨近场总声压级的周向波动;在同一半径处总声压级沿轴向逐渐减小,在同一平面内总声压级沿径向先增加后减小。
  • [1] 张林根,张大海,魏强. 水面舰船声隐身性能影响作战效能的因素初探[J]. 中国舰船研究,2011,6(6):98-101.ZHANG L G,ZHANG D H,WEI Q. Influence factorson the combat effeciveness of acoustic stealth perfor?mance for surface ship[J]. Chinese Journal of Ship Re?search,2011,6(6):98-101.
    [2] 朱锡清,李亚,孙红星. 船舶螺旋桨叶片与艉部湍流场互作用噪声的预报研究[J]. 声学技术,2006,25(4):361-364.ZHU X Q,LI Y,SUN H X. Prediction of noise inducedby interaction between turbulent flow and propellerblades[J]. Technical Acoustics,2006,25(4):361-364.
    [3] 董世汤,唐登海,周伟新. CSSRS的螺旋桨定常面元法[J]. 船舶力学,2005,9(5):46-60.DONG S T,TANG D H,ZHOU W X. Pannel method ofCSSRC for propeller in steady flows[J]. Journal of ShipMechanics,2005,9(5):46-60.
    [4] 朱锡清,唐登海. 船舶螺旋桨低频噪声研究[J]. 水动力学研究与进展,2000,15(1):74-81.ZHU X Q,TANG D H. Study of low frequency noise in?duced by propeller[J]. Journal of Hydrodynamics,2000,15(1):74-81.
    [5] 熊紫英,朱锡清,刘小龙,等. 船尾伴流场—导管—螺旋桨互作用噪声预报研究[J]. 声学学报,2009,34(2):117-123.XIONG Z Y,ZHU X Q,LIU X L,et al. Stern wakeduct-propeller interaction noise prediction and re?search[J]. Acta Acoustic,2009,34(2):117-123.
    [6] 高永卫,乔志德. 一种快速计算螺旋桨气动声学特性的数值方法[J]. 空气动力学报,2006,24(2):187-193.GAO Y W,QIAO Z D. A fast numerical method for cal?culating propeller aerodynamic and acoustic character?istics[J]. Acta Aerodynamica Sinica,2006,24(2):187-193.
    [7] 王超,黄胜,单铁兵. 基于多块混合网格方法预测螺旋桨非正常工作状态时的水动力性能[J]. 船舶力学,2010,14(1/2):51-55.WANG C,HUANG S,SHAN T B. Computations of thepropeller’s hydrodynamic performance in abnormalworking condition based on multi-block meshes[J].Journal of Ship Mechanics,2010,14(1/2):51-55.
    [8] 高东富,潘存云,蔡汶珊,等. 基于CFD 的螺旋桨敞水性能数值分析与验证[J]. 机械工程学报,2010,46(8):133-139.GAO D F,PAN C Y,CAI W S,et al. Numerical analy?sis and validation of propeller open-water performancebased on CFD[J]. Journal of Mechanical Engineering,2010,46(8):133-139.
    [9] 胡小菲,黄振宇,洪方文. 螺旋桨非定常力的黏性数值分析[J]. 水动力学研究与进展,2009,24(6):734-739.HU X F,HUANG Z Y,HONG F W. Unsteady hydrody?namics forces of propeller predicted with viscous CFD[J]. Journal of Hydrodynamics,2009,24(6):734-739.
    [10] 蔡荣泉,陈凤明,冯学梅. 使用fluent软件的螺旋桨敞水性能计算分析[J]. 船舶力学,2006,10(5):41-48.CAI R Q,CHEN F M,FENG X M. Calculation andanalysis of the open water performance of propeller byCFD software FLUENT[J]. Journal of Ship Mechan?ics,2006,10(5):41-48.
    [11] 胡健,马骋,黄胜,等. 螺旋桨尾流场的数值分析[J]. 哈尔滨工程大学学报,2008,29(12):1255-1260.HU J,MA C,HUANG S,et al. Numerical analysis offlow fields behind propellers[J]. Journal of HarbinEngineering University ,2008,29(12):1255-1260.
    [12] 李巍,王国强,王蕾. 螺旋桨粘流水动力特性数值模拟[J].上海交通大学学报,2007,41(7):1200-1203,1208.LI W,WANG G Q,WANG L. The numerical simula?tion of hydrodynamics characteristic in propeller[J].Journal of Shanghai Jiao Tong University,2007,41(7):1200-1203,1208.
    [13] 韦喜忠,黄振宇,洪方文. 基于非结构网格的螺旋桨周围流场大涡模拟[J]. 水动力学研究与进展,2008,23(4):419-425.WEI X Z,HUANG Z Y,HONG F W. Large eddy sim?ulation of flow field about marine propeller on unstruc?tured meshes[J]. Chinese of Journal of Hydrodynam?ics,2008,23(4):419-425.
    [14] FR?HLICH J,TERZI D V. Hybrid LES/RANS meth?ods for the simulation of turbulent flows[J]. Progressin Aerospace Science,2008,44(5):349-377.
    [15] 卢云涛,张怀新,潘徐杰. 四种湍流模型计算回转体流噪声的对比研究[J]. 水动力学研究与进展,2008,23(3):348-355.LU Y T,ZHANG H X,PAN X J. Comparison betweenthe simulations of flow-noise of a submarine-likebody with four different turbulent models[J]. Journalof Hydrodynamics,2008,23(3):348-355.
    [16] 廖风云. 潜艇辐射噪声测量及被动测距研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2007.LIAO F Y. Research of measurement of radiated noiseof submarines and passive ranging[D]. Harbin:Har?bin Engineering University,2007.
    [17] 张楠,沈泓萃,朱锡清,等. 三维孔腔流激噪声的大涡模拟与声类比预报与验证研究[J]. 船舶力学,2010,14(1/2):181-190.ZHANG N,SHEN H C,ZHU X Q,et al. Validationand prediction of flow induced noise of 3-dimensionalcavity with large eddy simulation and acoustic analogy[J]. Journal of Ship Mechanics,2010,14(1/2):181-190.
    [18] 耿冬寒,刘正先. 大涡模拟-Lighthill等效声源法的空腔水动力噪声预测[J]. 哈尔滨工程大学学报,2010,21(2):182-187.GENG D H,LIU Z X. Predicting cavity hydrodynamicnoise using a hybrid large eddy simulation-Lighthill’sequivalent acoustic source method[J]. Journal of Har?bin Engineering University,2010,21(2):182-187.
    [19] 张允,傅惠萍,缪国平. 基于大涡模拟的开孔潜体流噪声数值模拟[J]. 上海交通大学学报,2011,45(12):1868-1873.ZHANG Y,FU H P,MIAO G P. LES-based numeri?cal simulation of flow noise for submerged body withcavities[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong Universi?ty,2011,45(12):1868-1873.
    [20] 俞孟萨,叶剑平,吴有生,等. 船舶声呐部位自噪声的预报方法及其控制技术[J]. 船舶力学,2002,6(5):80-94.YU M S,YE J P,WU Y S,et al. Prediction and con?trol method of self-noise in ship’s sonar domes[J].Journal of Ship Mechanics,2002,6(5):80-94.
  • [1] 刘琦, 谢承利, 李伟光, 刘文川, 龙新平.  隔离舱室污染气体扩散的大涡模拟研究 . 中国舰船研究, 2021, 16(): 1-7. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01900
    [2] 孙雷, 陆婷婷, 邓潇潇, 刘昌凤.  FPSO水动力特性的完全非线性数值模拟 . 中国舰船研究, 2020, 15(1): 95-106. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01726
    [3] 谈宇航, 彭伟才.  弹性螺旋桨流固耦合振动特性分析 . 中国舰船研究, 2020, 15(3): 102-110. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01540
    [4] 张磊, 周志勇, 张雨新, 黄少锋.  基于数值模拟的螺旋桨吸气及水动力性能研究 . 中国舰船研究, 2020, 15(5): 96-101, 113. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01719
    [5] 蔡标华, 肖龙洲, 方超, 秦子明, 石兆存.  水下吹除排污过程气体射流噪声数值模拟 . 中国舰船研究, 2019, 14(6): 98-103. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01541
    [6] 李亚, 刘忠族, 许影博, 张楠.  离心风机流场大涡模拟与管中噪声数值预报 . 中国舰船研究, 2019, 14(4): 91-97,154. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01401
    [7] 王诗洋, 汤佳敏, 王文全, 张祥瑞.  艇桨一体的螺旋桨激振力和水动力噪声数值预报 . 中国舰船研究, 2019, 14(1): 43-51. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01302
    [8] 王晓聪, 桂洪斌, 刘洋.  三维有限长圆柱绕流数值模拟 . 中国舰船研究, 2018, 13(2): 27-34. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2018.02.004
    [9] 鲁利, 熊鹰, 王睿.  RANS,DES和LES对螺旋桨流噪声预报的适用性分析 . 中国舰船研究, 2017, 12(6): 43-48,100. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.06.007
    [10] 于安斌, 叶金铭, 张凯奇.  非均匀来流中加工误差螺旋桨的轴承力数值模拟 . 中国舰船研究, 2017, 12(2): 78-83. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.02.010
    [11] 袁书生, 丁伟锋, 赵元立.  细水雾抑制舰船会议室火灾的大涡模拟 . 中国舰船研究, 2016, 11(5): 120-127. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.05.018
    [12] 梅蕾, 周军伟, 倪豪良.  大螺距对转导管螺旋桨的水动力分析 . 中国舰船研究, 2016, 11(5): 42-47,54. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.05.007
    [13] 俞强, 王磊, 刘伟.  舰船推进轴系的螺旋桨激励力传递特性 . 中国舰船研究, 2015, 10(6): 81-86,94. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2015.06.012
    [14] 王康, 刘国庆, 王强, 张咏鸥, 李旭.  水下航行器水动力噪声分离预报 . 中国舰船研究, 2015, 10(4): 29-38. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2015.04.005
    [15] 陈悦, 朱锡, 黄政, 周振龙.  水动力载荷下复合材料螺旋桨强度评估 . 中国舰船研究, 2015, 10(1): 19-26. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2015.01.003
    [16] 张瑞, 王先洲, 张志国, 江伟健, 陶铸.  侧斜变化对螺旋桨水动力及变形振动特性的影响 . 中国舰船研究, 2015, 10(6): 87-94. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2015.06.013
    [17] 郭灯, 李铁骊, 胡俊明.  螺旋桨毂帽鳍节能性能的数值模拟 . 中国舰船研究, 2014, 9(1): 59-65,80. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2014.01.009
    [18] 胡晓芳, 陈松林.  基于螺旋桨负荷特性的双桨船操纵性预报 . 中国舰船研究, 2014, 9(2): 17-21. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2014.02.004
    [19] 张营川, 马骏.  螺旋桨旋涡发放数值模拟 . 中国舰船研究, 2011, 6(5): 55-62. doi: 10.3969/J.issn.16733185.2011.05.012
    [20] 谢剑波, 周其斗.  非均匀流场中螺旋桨线谱噪声指向性分析 . 中国舰船研究, 2010, 5(6): 6-11. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2010.06.002
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-04-26
  • 修回日期:  2012-06-04
  • 刊出日期:  2012-10-25

螺旋桨低频流噪声模拟方法研究

doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.003
    基金项目:  中国博士后科学基金资助项目(20100471016)
    作者简介:

    龚京风(1986-),女,博士研究生。研究方向:计算流体力学。

    通讯作者: 龚京风
  • 中图分类号: U664.33

摘要: 针对DTMB P4119螺旋桨在进速比为0.833时的流噪声进行研究,探讨螺旋桨低频流噪声数值模拟方法。首先采用大涡模拟方法模拟螺旋桨的非稳态流场,然后求解K-FWH方程预测低频流噪声。将计算得到的推力系数和扭矩系数与实验值比较,验证流场模拟的正确性。从流场仿真结果可以看出,螺旋桨表面存在连续的涡脱落现象。声场计算的结果表明:离散噪声远大于宽带噪声;宽带噪声主要由螺旋桨表面的涡脱落引起,宽带噪声引起螺旋桨近场总声压级的周向波动;在同一半径处总声压级沿轴向逐渐减小,在同一平面内总声压级沿径向先增加后减小。

English Abstract

龚京风, 张文平, 明平剑, 宣领宽. 螺旋桨低频流噪声模拟方法研究[J]. 中国舰船研究, 2012, 7(5): 14-21. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.003
引用本文: 龚京风, 张文平, 明平剑, 宣领宽. 螺旋桨低频流噪声模拟方法研究[J]. 中国舰船研究, 2012, 7(5): 14-21. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.003
GONG Jingfeng, ZHANG Wenping, MING Pingjian, XUAN Lingkuan. Numerical Analysis of the Propeller Low Frequency Flow-Noise[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2012, 7(5): 14-21. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.003
Citation: GONG Jingfeng, ZHANG Wenping, MING Pingjian, XUAN Lingkuan. Numerical Analysis of the Propeller Low Frequency Flow-Noise[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2012, 7(5): 14-21. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.003
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