通海管路排出口结构优化对声学特性的影响分析

为了降低通海管路系统对水动力噪声的影响,本文选取排出口为研究对象,采用仿真软件Ansys Workbench建立几何模型,划分网格,进行声学数值仿真计算。提出排出口结构优化设计思路,分析了不同结构形式的排出口对声学特性的影响,最终得出排出口优化结构。结果表明,在有无外流场条件下,排出口优化结构的声学特性均明显优于其原始结构的声学特性,表明排出口优化结构具有较好的降噪效果。     

离心泵水动力噪声计算方法研究

离心泵作为舰船重要的流体机械,也是管路系统中主要噪声源之一。泵内流动诱发噪声的计算难点在于流噪声声源的准确模拟和边界条件的确定。文中采用CFD方法计算泵内流场并根据FW-H方程提取叶轮转动偶极子声源和蜗壳内表面偶极子声源;基于管道测试技术获得泵进出口边界条件,建立了以蜗壳为界的边界元模型,考虑了蜗壳对声传播的散射作用。通过内域声学直接边界元方法求解泵内声场,建立了离心泵水动力噪声的计算方法。通过试验测试对建立的计算方法进行了验证。计算分析表明:离心泵内主要噪声源为蜗壳表面偶极子声源;泵出口噪声大于入口,具有偶极子声源特性。     

海水管路模拟系统进出水管口噪声辐射特性研究

潜艇海水管路系统进出水管道直接与海水相通,系统中的泵与阀门所产生的流体脉动噪声随着海水的吸入和排出从通海口辐射出去,其辐射效率较高,直接影响潜艇的隐蔽性.本文针对一套海水管路模拟系统在矩形水池的实际布置,采用边界元法计算了进出水管口的噪声辐射特性,得到一些有益的结果.     

水动力噪声计算方法综述

准确量化评估水动力噪声,对研制反潜水面舰船、安静型潜艇和隐身鱼雷等高性能航行体具有重要意义。由航行体型线变化、表面曲率不连续和各种扰动引起的三维非定常外流场是航行体水动力噪声的源场。分述航行体表面湍流边界层、空腔振荡、空化和粗糙度诱发水动力噪声的机理和研究进展。在分析水动力噪声数值预报难点的基础上,综述流体动力噪声计算方法研究进展。着重比较在航行体水动力噪声工程预报方面有较好前景的3种方法:声类比法、粘声分离法和声边界条件法。     

船舶典型充汽管路水动力特性数值预测

建立船舶典型充汽管路三维计算模型,运用计算流体力学方法进行充汽管路流体水动力特性数值研究,捕捉流体压力、流速、密度、湍流动能等关键参数分布规律,基于流致振动预测机理,揭示与流致振动密切相关的流体流动能量。计算结果显示:充汽管路弯头部位产生由外壁向内壁发展的二次流动现象,导致弯头区域呈现内壁压力小、流速高、密度小、湍流动能及耗散率高等情况;基于流体流动能量分布规律,充汽管路弯头区域能量出现最大值,且弯头内壁流动能量高于外壁,可以预测充汽管路弯头内壁侧承受流致振动破坏较严重,实际充汽管路检测数据验证了数值预测结果。

     

小直径单立柱上的波浪荷载研究

文章介绍了小直径单立柱上波浪荷载的计算方法,并以理论计算值作为验证资料,将数值计算值与理论计算值进行对比。研究发现,计算总时长和时间步长对计算结果影响较大。当计算总时长大于15倍波浪周期,时间步长为波浪周期的1/20时,计算结果误差较小,十分接近理论解。在计算深水区小直径立柱的波浪荷载时,立柱刚度过小会使计算结果不稳定,这时应增大立柱刚度计算。     

舰船开孔流动噪声控制措施研究

基于计算流体软件,采用大涡模拟方法计算了给定来流速度条件下表面开孔的非定常流场,分析了流场的非定常流频谱特性,采用边界元方法模拟了噪声源特征,对各种流动噪声控制措施进行了对比分析.计算结果表明,开孔形式的改变会直接影响流噪声的水平,设计结果可以为舰船流水孔的降噪设计提供参考.     

舰船开孔流动噪声控制措施研究

基于计算流体软件,采用大涡模拟方法计算了给定来流速度条件下表面开孔的非定常流场,分析了流场的非定常流频谱特性,采用边界元方法模拟了噪声源特征,对各种流动噪声控制措施进行了对比分析。计算结果表明,开孔形式的改变会直接影响流噪声的水平,设计结果可以为舰船流水孔的降噪设计提供参考。     

国外舰船水动力噪声研究进展概述

水动力噪声是潜艇和水下航行体较大航速时的主要噪声源,在低Ma数情况下,它主要是湍流边界层脉动压力激励结构振动产生的辐射噪声.文章综述湍流边界层脉动压力的频率-波数谱模型、湍流脉动压力测量方法以及弹性结构受湍流脉动压力激励的外部区域场计算的研究进展.     

船舶海水管路防腐蚀研究

  目的  加装绝缘垫片是预防海水异种金属管路间电化学腐蚀的重要措施,绝缘垫片的电绝缘性能反映了海水管路间电化学腐蚀程度。  方法  基于交流阻抗技术,设计并开发一套海水异种金属管路间电绝缘性能监测系统,主要包括电源模块、单片机模块、DDS信号发生器和通信模块、上位机软件等,并通过高精度仪器验证其测量精度。  结果  结果表明,该电绝缘性能监测系统具有较高的精度,对于10 MΩ以下绝缘电阻的测量误差小于5%。  结论  电绝缘性能监测系统在干态和湿态下均可适用,且精度满足实际使用需求。     

月池对船舶水动力导数影响研究

为了对带月池船舶的操纵水动力进行预报,运用CFD技术和重叠网格技术,以深拖母船为研究对象,数值模拟船舶的斜航运动、纯横荡运动和纯首摇运动。将测得的力和力矩进行处理,分别计算出了月池打开和封闭时的水动力导数。通过对比数值计算结果与势流理论计算结果,验证了该方法的合理性和有效性。通过比较月池封闭和打开时的水动力导数,发现大部分水动力导数都因为月池的存在而有所增加,这为预报带月池船舶的操纵性提供参考。     

含水气界面水动力噪声计算方法研究与应用进展综述

旨在研究空化模型对实尺度螺旋桨空化模拟结果的影响。

运用伯努利方程预测螺旋桨空化发生时的转速,通过实船试验观察螺旋桨空化状况;采用CFD数值仿真螺旋桨空化状态,确定仿真中边界层网格厚度并在建立水动力模型后生成网格;模拟时的湍流模型分别选择标准$k - \\varepsilon$模型和Realizable $k - \\varepsilon$模型,空化模型分别选择Schnerr–Sauer（S–S）和Zwart–Gerber–Belamri（ZGB）模型;追踪记录螺旋桨表面最大气体体积分数并观察其气体分布情况,将数值仿真结果与试验结果对比,比较两种空化模型的模拟精度。

结果表明,相较于标准$k - \\varepsilon$湍流模型,使用Realizable $k- \\varepsilon$模型的空化区域明显与试验结果更为贴合。对螺旋桨表面最大气体体积分数进行监测,发现湍流模型的选择对空化剧烈程度的影响不大,而使用S–S模型的结果明显高于ZGB模型。

研究表明,湍流模型对空化区域面积有较大影响,空化模型对空化的剧烈程度有较大影响,对螺旋桨空化仿真而言,Realizable $k - \\varepsilon $湍流模型的模拟精度高于标准$k - \\varepsilon $模型。

     

围填海工程对天津海域水动力环境影响的数值分析

建立了天津海域平面二维水动力数学模型,使用有限差分的ADI方法对模型进行离散,分别模拟了南港工业区围填海工程前后天津海域的潮流场,通过对比工程前后的潮流特征,分析南港工业区建设对整个天津海域的影响范围及影响程度。结果表明,南港围填海工程的实施不但对工程内部及其外侧水域产生影响,还对已建的天津港主航道、临港工业区及大沽沙航道、临港产业区及其航道等各区域产生一定的影响。