螺旋桨桨叶变形对水动力噪声的影响研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:HW_CBSC_CCM
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
复合材料螺旋桨在工程上的应用广泛,在流体作用下其桨叶会产生较大的形变,对螺旋桨噪声存在影响,其与水动力噪声的发生位置相同。为了探究柔性螺旋桨非空泡噪声的发声机理,研究桨叶产生变形对于噪声的影响,本文基于FW-H方程编写了螺旋桨噪声预报程序对此进行研究。首先对螺旋桨非定常水动力性能进行仿真,获取流场数据。首先进行非定常仿真计算,并基于CFD-Post的宏命令,进行二次开发,编写数据获取脚本,快速导出不同时间步下各节点坐标、压强分布以及运动方向的切应力分布等流场数据。验证数据并编写数据接口,为后续螺旋桨噪声计算提供数据基础。再基于FW-H方程开发噪声预报方法。明确FW-H方程时域积分解——Farrasat 1式中各项的含义,并推导流体粘性在式中的位置,对式中时间延迟、面元积分和时间微分做相应处理,编写非定常工况下考虑粘性的噪声预报程序,利用流场数据进行预报,与数值模拟结果做对比,验证程序的可靠性,证明编写的预报方法是可行的。接着利用编写的噪声预报方法对桨叶不同分区的噪声贡献进行分析。按照直径将桨叶平均分成四个区域,并做单位面积处理,预报结果表明:从径向上观测,在叶根处具有明显的高频分量;但随着半径的增大,高频分量变得不明显。其中厚度噪声的贡献量随着半径的增大而增大;而载荷噪声的贡献量沿着径向先增大,但在叶梢部分有减小的趋势,总噪声的变化趋势与载荷噪声相似;从轴向上观测,沿着半径方向变化不明显,但有略微增大的趋势。最后利用编写的噪声预报方法研究桨叶变形对水动力噪声的影响。使用自定义函数以及仿真软件得到变形的结果,探究桨叶产生均匀变形、周期性变形对于噪声的影响,以及在非均匀伴流下考虑流固耦合作用对噪声的影响。结果表明:相较于未发生变形时,产生均匀变形对噪声近乎没有影响;产生周期性变形时,总声压级波动了约2.91d B;在伴流下考虑流固耦合的作用后,总声压级波动了约4d B,由此可以看出,刚性桨产生小变形对于噪声具有一定影响,若采用复合材料螺旋桨产生大变形则对噪声的影响更加明显。
其他文献
作为高次超静定结构,空间网格结构对温度效应十分敏感。处于施工过程或高透光屋面下的空间网格结构,受太阳短波辐射、环境长波辐射、空气对流换热和日照阴影分布等多种因素的动态耦合作用,结构将产生显著的日照非均匀温度效应,这不仅会直接影响结构的施工质量,还会对结构的服役性能造成影响,甚至导致潜在的安全隐患。然而,传统的设计观念将空间网格结构的温度作用视为由季节因素而导致的缓慢且整体均匀的变化过程,这与实际情
舰船行业的迅速发展,对螺旋桨的加工水平提出了高精度、高效率的要求。采用两套相同的XYZ-3RPS六轴混联加工装备对称布置在待加工螺旋桨两侧,对其进行双刀双面加工,可有效解决大型螺旋桨在加工过程中存在的振颤、干涉、二次装夹等问题,提高螺旋桨的加工精度和效率。混联机构的末端精度问题是制约其在复杂曲面零件加工领域广泛应用的瓶颈,而运动学标定作为改善机构末端精度的经济有效手段,受到了国内外学者的广泛研究。
Orlicz空间是一类具体的Banach空间,研究Orlicz空间的各种性质及其判据给一般的Banach空间储备了丰富的模型库。广义Orlicz空间是Orlicz空间的推广。本文研究了Orlicz空间中广义Orlicz范数和Luxemburg范数的关系;赋广义Orlicz范数的Orlicz空间中的闭线性子空间的刻画以及赋广义Orlicz范数的Orlicz函数空间的k一致凸性。本文分为如下四个部分:
随着中国经济的迅猛发展,综合国力的不断提高,各种船舶的需求不断增大。同时,军舰、豪华游轮等高技术船舶也得到了很大的发展,对船舶的减振降噪技术提出了更高的要求。在对隔振系统的隔振效果的评估和预报时,需要已知安装设备的振动响应数据,而对设备进行振动测试时的支撑情况与隔振系统的实际支撑会有很大的不同,测得振动响应数据与实际会有很大的误差,对隔振效果的计算结果产生很大的影响。因此,本文希望研究一种可调节支
液化天然气(LNG)作为一种环保高效的新兴能源,在船舶海运和动力方面拥有广阔的应用前景。因此,限制LNG使用的安全问题亟需得到解决。波纹型阻火器作为可以安装在船舶复杂管网中抑制可燃气体火焰蔓延的安全装置,对船舶的安全生产具有重要意义。本文以波纹型阻火器为研究对象,探究了LNG蒸汽爆燃火焰在阻火元件中传播与淬熄过程的规律。研究中,波纹型阻火器的阻火元件被简化为微细三棱柱通道,然后基于大涡模拟和组分输
近年来,能源紧缺和环境污染已成为制约中国经济发展的重要因素,发展清洁能源、调节能源形式结构的问题亟待解决,以地热能为代表的可再生能源越来越受到人们的重视。以大庆地区为例,在油田开发的地面工程中,由于周围环境温度以及原油的凝固点较低,为防止原油在管道中凝固、析蜡,原油集输系统常采用双管掺水或伴热的方式,保证集油过程中原油的正常流动。传统的掺水加热主要采用加热炉对水进行加热的方式,能耗较大,加热效率较
目前,螺旋桨在船舶中应用非常广泛,但在实际工作中桨叶产生变形可能会造成性能的降低。近年来,对螺旋桨的流固耦合研究受到广泛关注。本文利用ANSYS-workbench,采用有限元和计算流体力学相结合的方法,对螺旋桨进行流固耦合分析。本文首先进行水动力数值方法验证,先对网格无关性进行了验证,通过对比不同尺寸旋转流场的计算结果,选择了合适的旋转流场尺寸,并划分了四套不同密度的网格进行结果对比,选择了较为
汽车仪表是驾驶者最快速最全面最直接了解车辆的途径,是汽车升级换代增加大部分电子类新功能时的直接体现方式。近年来,随着汽车电子技术的不断发展,对汽车仪表生产工艺中的检测环节提出了新的挑战。传统检测方法为人工或半自动,通过手动控制仪表状态和人眼识别得到检测结果,且不易进行多生产线多型号仪表的生产数据管理。因此,汽车仪表的自动化检测及其生产数据管理方向的课题具有较高研究价值。针对以上问题,本文设计并实现
烟气再循环作为一种低氮燃烧技术,通过将烟气引回燃烧室的方式,降低燃烧室的温度和氧气浓度,来达到减少氮氧化物排放的目的。本文通过研究烟气再循环对微型燃烧室氮氧化物排放的影响规律,为烟气再循环在微型燃烧设备上的应用提供参考,推进氮氧化物的减排工作;并针对一款驻车加热器氮氧化物排放高的问题,探寻烟气再循环在驻车加热器上的应用方案,以期在不对驻车加热器结构进行过多改动的前提下,降低氮氧化物排放,以确保其N
随着汽车的智能化发展,对汽车的制动系统要求也越来越高,如高级驾驶辅助系统这样的智能驾驶系统就要求制动力实时可调,每个车轮的制动力可以单独控制,而且也要求制动系统所占体积要尽可能地小,集成化程度要高,采用液压直驱式的车辆制动系统可以满足这些要求。本文对采用液压直驱架构的车辆制动系统进行了研究。首先介绍了系统的原理图,并针对静态指标对系统中的液压泵,液压缸等元件参数进行了计算,为后续的选型与仿真打下了