研發(fā)干貨|船舶螺旋槳噪聲分析

2016-09-14 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

船舶螺旋槳噪聲分析

船舶螺旋槳噪聲分類

一、由空泡引起噪聲
螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生空泡(空化現(xiàn)象),空泡破裂時(shí)會(huì)對(duì)葉片產(chǎn)生作用力,通過(guò)螺旋槳結(jié)構(gòu)傳遞到船體后端,引起船體振動(dòng),產(chǎn)生噪聲。

螺旋槳產(chǎn)生的空泡一方面會(huì)產(chǎn)生氣蝕,影響螺旋槳使用壽命;另一方面空泡破裂時(shí)會(huì)對(duì)葉片產(chǎn)生作用力,通過(guò)螺旋槳結(jié)構(gòu)傳遞到船體,尤其是船體后端,引起船體振動(dòng)噪聲。因此,找到出現(xiàn)空化現(xiàn)象區(qū)域及降低空化率,對(duì)于保障螺旋槳使用壽命及減小由此引起的船體振動(dòng)噪聲具有重要意義。

解決方案:
利用Pumplinx流體分析精確得到空泡產(chǎn)生區(qū)域以及所占體積分?jǐn)?shù)。并據(jù)此提出修改船型或螺旋槳位置的方案,經(jīng)過(guò)仿真和設(shè)計(jì)交互論證,找出降低空泡率的最優(yōu)設(shè)計(jì),降低氣蝕的同時(shí)有效降低振動(dòng)和噪聲的產(chǎn)生。

二、船體壁面產(chǎn)生脈動(dòng)壓力引起噪聲

螺旋槳旋轉(zhuǎn)引起水域的擾動(dòng),在船體尾部壁面產(chǎn)生湍流邊界層,產(chǎn)生壁面脈動(dòng)壓力,引起船體振動(dòng)。

解決方案:
利用聲學(xué)分析軟件ACTRAN能精確求解螺旋槳引起水域擾動(dòng)在船體表面產(chǎn)生的壁面脈動(dòng)壓力,同時(shí)可以精確求解脈動(dòng)壓力導(dǎo)致的船體表面的聲載荷,以及聲載荷向船內(nèi)任意區(qū)域的聲傳播。同時(shí)根據(jù)聲傳播及船體表面聲壓大小,提出降低噪聲的方案,包括結(jié)構(gòu)某區(qū)域重點(diǎn)加固或阻尼材料等。

此外,當(dāng)螺旋槳上的載荷求解困難時(shí),可以用類聲源進(jìn)行聲學(xué)處理。即可用公式推導(dǎo)或經(jīng)驗(yàn)得到的激勵(lì)加載到螺旋槳位置,計(jì)算激勵(lì)在水域和船體結(jié)構(gòu)上的聲傳播,從而得到船體表面的聲載荷。