螺旋桨唱音是一种特殊的噪声现象,当唱音现象产生时,会使得螺旋桨的噪声声级提升8-10分贝,且这一提升区间多处于几百至2000Hz频率处,该频率为水声设备监测最为敏感的频段,因此将会极大影响军事舰艇的声隐身能力,增大舰艇被监测到的风险。唱音现象的另一特点为隐蔽性较强,在设计阶段通常难以发现,往往是投入使用后发现存在唱音现象,增加了螺旋桨回场返修的费用,对船舶经济性产生影响。目前,对于出现唱音现象的解决方法是对螺旋桨进行削边处理,但此方法的理论并不明确,且有时削边后的桨叶不能抑制唱音的产生。因此,对唱音线性的产生机理进行分析,寻找能够预报及抑制唱音产生的手段,具有较高的研究意义。根据前人的研究,唱音的产生与桨叶的随边涡脱落现象息息相关,本文针对这一现象展开研究。涡脱落运动属于局部的细节流动,对其进行计算需要极高的网格质量。因此通过合理简化,将桨叶这一研究对象转变为桨叶的二维剖面,以更为清晰地得到涡运动的规律。文章首先对刚性剖面尾缘处漩涡脱落进行模拟,研究漩涡脱落本身随流场速度、剖面长度、攻角等的变化规律,并进一步研究斜切尾缘后在对应流速、攻角下的漩涡脱落频率变化情况。该部分的研究发现斜切尾缘可以对降低脱落频率产生明显效果,漩涡脱落频率与流场速度的关系近似为一次函数。进一步研究脱落漩涡与弹性水翼间的共振现象。该部分研究展示了漩涡脱落频率接近固体固有频率这一过程中曲线振荡规律的变化情况,得到脱落频率随流场变化的规律。研究得到漩涡脱落频率接近弹性水翼固有频率时产生的耦合-解耦过程。对该过程中的工况进行生产分析,得出在耦合频率下声场将会产生突增,证明唱音现象由耦合共振引起。