【超级干货】船舶螺旋桨噪声分析

一、由空泡引起噪声
螺旋桨旋转产生空泡(空化现象),空泡破裂时会对叶片产生作用力,通过螺旋桨结构传递到船体后端,引起船体振动,产生噪声。

螺旋桨产生的空泡一方面会产生气蚀,影响螺旋桨使用寿命;另一方面空泡破裂时会对叶片产生作用力,通过螺旋桨结构传递到船体,尤其是船体后端,引起船体振动噪声。因此,找到出现空化现象区域及降低空化率,对于保障螺旋桨使用寿命及减小由此引起的船体振动噪声具有重要意义。

解决方案:
利用Pumplinx流体分析精确得到空泡产生区域以及所占体积分数。并据此提出修改船型或螺旋桨位置的方案,经过仿真和设计交互论证,找出降低空泡率的最优设计,降低气蚀的同时有效降低振动和噪声的产生。

二、船体壁面产生脉动压力引起噪声

螺旋桨旋转引起水域的扰动,在船体尾部壁面产生湍流边界层,产生壁面脉动压力,引起船体振动。

解决方案:
利用声学分析软件ACTRAN能精确求解螺旋桨引起水域扰动在船体表面产生的壁面脉动压力,同时可以精确求解脉动压力导致的船体表面的声载荷,以及声载荷向船内任意区域的声传播。同时根据声传播及船体表面声压大小,提出降低噪声的方案,包括结构某区域重点加固或阻尼材料等。

此外,当螺旋桨上的载荷求解困难时,可以用类声源进行声学处理。即可用公式推导或经验得到的激励加载到螺旋桨位置,计算激励在水域和船体结构上的声传播,从而得到船体表面的声载荷。

❶ 原始结构几何模型与噪声问题描述

❷ ACTRAN Aero-acoustics湍流噪声分析流程与原理

❸ CFD非定常流动模拟
● CFD网格划分与Fluent建模
● CFD模拟结果

❹ 变速箱齿轮敲击与啸叫
● ACTRAN Aero-acoustics模型
● CAA网格划分与ACTRAN建模
● ACTRAN-iCFD提取噪声源(Lighthill/Mohring)和导入流场(Mohring)
● ACTRAN Aero-acoustics频域分析结果