空化未出現(xiàn)時,水下運動體的流動噪聲以結(jié)構(gòu)噪聲、機械噪聲、儀器噪聲等為主,這些噪聲主要以多極子形式輻射,線譜與寬譜共存,且隨流速與環(huán)境壓力而變化。而空化一旦發(fā)生,水下運動體流動噪聲的噪聲譜產(chǎn)生明顯變化。為研究水下高速運動體噪聲特性,以平頭回轉(zhuǎn)體為研究對象,基于流體體積（VOF）多相流、Schnerr&Sauer空化模型,建立了大渦模擬/Ffowcs Williams-Hawkings（LES/FW-H）耦合數(shù)值模型,并進行了流場仿真和水洞實驗研究,獲得了不同工況下水下運動體流噪特性。結(jié)果表明,水洞實驗中,當(dāng)空化數(shù)降低到0.8左右,才能明顯看到空泡形成;水洞壁面湍流擾動所引起的噪聲為水下運動體流噪的主要來源;運動體流噪與速度和壓力有關(guān),速度越大,噪聲幅值越大;環(huán)境壓力越大,噪聲幅值也越大;運動體航行產(chǎn)生空泡后,其噪聲特性發(fā)生改變,流噪變得更為復(fù)雜,起伏變化更快。 

【文章來源】：南京理工大學(xué)學(xué)報. 2020,44(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

流噪模型構(gòu)成和求解過程示意圖

本實驗采用的是鈍頭體模型,頭部直徑為φ12 mm,圓臺部長200 mm,直至腰部最大直徑φ50 mm,尾部為φ50 mm×400 mm圓柱。實驗中,控制來流速度在6～10 m/s范圍,調(diào)節(jié)壓力,進行空化數(shù)在0.2～0.8范圍內(nèi)的多種工況實驗。實驗過程中,同步測量了流速、壓力(壓力變送器組,P1、P2點,仿真中加采P3點)和空化數(shù)(依據(jù)流速和壓力計算所得),并進行了高速攝影。2.2 仿真模型及網(wǎng)格

由于本文研究的運動體模型并不復(fù)雜,故而采用了2D Axisymmetric求解器,該求解器計算量等同于2D求解器,但具有比2D求解器更高的求解精度,能很好地滿足本文仿真模型的求解計算。水洞實驗中,流速一般指的是水洞實驗段中的流體速度。為此, 下文所提到的仿真和實驗中的流速也指實驗段的流速,而非該處速度入口的流速。2.3 空泡實驗及仿真結(jié)果

【參考文獻】：
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本文編號：3472474