【超級干貨】船舶螺旋槳噪聲分析

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

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

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

二、船體壁面產(chǎn)生脈動壓力引起噪聲

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

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在船體表面產(chǎn)生的壁面脈動壓力,同時可以精確求解脈動壓力導(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)域重點加固或阻尼材料等。

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

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