低信号特征潜艇声场模拟

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潜艇周围的流场不仅对潜艇的水动力性能产生直接的影响,而且引发的流动是潜艇水动力噪声的主要来源之一。寻求能在已知艇体形状特征下精确预报湍流声场的特性,为潜艇概念设计阶段得出阻力小、噪声低的最佳潜艇设计方案提供评价依据,一直是船舶水动力学领域中的一个重要的研究课题。  流体动力噪声是潜艇噪声主要的噪声源之一,而流体动力噪声既包括流体动力引起的机械噪声,又包括流体运动的噪声,本论文主要是研究流体运动的噪声。水动力噪声是不规则的起伏的水流流过运动的舰船是产生的,不规则的流体引起的压力起伏,直接辐射出去,在远处形成声波。由湍流附面层产生的噪声往往称为流噪声。如何认识和有效地降低流场及其产生的噪声对潜艇整体隐蔽性至关重要,对潜艇的辐射流声场的深入研究对于提高我国潜艇隐蔽性,开创自主创新的新概念潜艇设计及设计效果模型验证具有相当重要的指导意义。  根据湍流声辐射的相关理论,简要阐述了Lighthill的声学比拟理论、Powell的涡声理论等湍流声辐射的相关理论。对湍流噪声的各种机理以及公认的一些结论作了简单的总结,在此基础上,本文对流场数值模拟理论进行了总结、分析,选择采用了雷诺应力湍流模型( RSM),对潜艇表面产生的流声场进行了 CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟计算。借助ADINA公司商业CFD软件ADINA对潜艇进行CAD几何建模、前处理、求解以及后处理。通过数值模拟工作,得到潜艇表面湍流特性,引起流噪声辐射的主要区域,流量和流速对湍流声场的影响。
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