【摘 要】
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水下航体的动力装置是其噪声的主要来源之一。泵喷推进器在作为水下军事设备的动力装置时,噪声会极大降低其隐蔽性,研究泵喷推进动力装置产生的噪声特性意义重大。本文采用数
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水下航体的动力装置是其噪声的主要来源之一。泵喷推进器在作为水下军事设备的动力装置时,噪声会极大降低其隐蔽性,研究泵喷推进动力装置产生的噪声特性意义重大。本文采用数值模拟的方法对不同工况下泵喷推进器和其射流状态进行了流场的计算与分析,以此为基础进一步开展对泵喷推进器内部叶轮叶片旋转偶极子声源和射流声源进行声场的计算和分析,并通过改进泵喷推进器出口结构以降低射流噪声,主要工作成果与结论如下:1.基于国内外流动噪声数值模拟方法的研究进展的系统总结,分析比对了声学边界元法、声学有限元法以及直接法、间接法(声类比法)和宽频噪声法等各自适用范围及优缺点,确定适合本文研究对象的研究方法和求解思路;2.完成了圆柱-翼型干涉流场和声场的数值模拟,并与文献中的相关实验值进行对比,从而验证了本文数值模拟方法的准确性;研究了圆柱-翼型间距和来流速度对噪声水平的影响,为计算分析泵喷推进器复杂流场及噪声奠定基础。3.完成自主设计的泵喷推进器流场定常、非定常数值模拟,获得泵扬程和效率随流量变化的性能曲线以及泵的非定常特性压力脉动等重要流场参数;基于泵喷推进器内部流场非定常计算提取的叶轮旋转偶极子声源,采用声学边界元法计算由其产生的噪声,结果表明:噪声在轴频和叶频及叶频的倍频处噪声声压级达到峰值,声压级峰值随叶频阶数的增大而减小,且噪声声压级随流量的增大而增大。4.完成泵喷推进器的射流流场数值模拟,采用宽频噪声法计算得到射流声场声功率分布情况,确定射流的主要噪声来源;提出泵喷推进器出口结构改进方案,结果表明射流整体声功率得到降低,通过积分法完成射流远场监测点声压级计算,结果表明射流噪声存在明显的方向性,与轴向方向夹角30°的方向噪声声压级最大,与轴向夹角为90°的方向噪声声压级最小,且射流产生的噪声随泵喷推进器的流量的增大而增大。
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