螺旋槳水彈性振動(dòng)及噪聲分析.pdf

1、螺旋槳處于水介質(zhì)中，由于水介質(zhì)是重流體，其聲速及密度均大于空氣，不能簡(jiǎn)單的解耦進(jìn)行計(jì)算?；谒畯椥岳碚摚捎媒Y(jié)構(gòu)有限元法、計(jì)算流體力學(xué)方法和聲學(xué)有限元法，對(duì)螺旋槳流固耦合的水動(dòng)力特性、靜力特性、動(dòng)力特性以及聲學(xué)特性進(jìn)行分析，具體內(nèi)容如下:
　　對(duì)螺旋槳進(jìn)行三維建模，將計(jì)算流體力學(xué)方法和結(jié)構(gòu)有限元法結(jié)合，對(duì)某船螺旋槳各個(gè)工況進(jìn)行數(shù)值模擬。給出了耦合及非耦合作用下敞水特性曲線，與圖譜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果基本吻合。采用耦合及非耦合所得兩組

2、數(shù)據(jù)差別不大，二者均可滿足工程要求。
　　采用結(jié)構(gòu)有限元法，提取流體計(jì)算所得結(jié)果，對(duì)螺旋槳靜力特性進(jìn)行計(jì)算分析。給出了螺旋槳表面壓力分布等值線圖，以及等效應(yīng)力和總變形量隨槳葉半徑變化的關(guān)系曲線。結(jié)果表明采用耦合及非耦合方法所得應(yīng)力應(yīng)變分布基本一致，最大等效應(yīng)力出現(xiàn)在槳葉隨邊靠近槳轂處，葉梢位置變形最大?？紤]流固耦合作用所得等效應(yīng)力和總變形量峰值較大，計(jì)算結(jié)果差距隨著進(jìn)速系數(shù)的增大而增大。
　　考慮流體作用對(duì)螺旋槳自振特性的影

3、響，并研究預(yù)應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)模態(tài)的影響。對(duì)螺旋槳進(jìn)行了干、濕兩種狀態(tài)下有限元分析。給出了各階固有頻率的變化曲線及振型。預(yù)應(yīng)力作用使得固有頻率升高，而對(duì)結(jié)構(gòu)振型沒(méi)有變化。水的耦合作用使得固有頻率降低，同時(shí)也減弱了預(yù)應(yīng)力作用，濕模態(tài)頻率漲幅相比干模態(tài)較小。
　　對(duì)動(dòng)水中螺旋槳脈動(dòng)流誘發(fā)的動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題進(jìn)行研究。計(jì)算了非均勻進(jìn)流條件下螺旋槳激振力，并進(jìn)行瞬態(tài)響應(yīng)及聲學(xué)分析。給出了螺旋槳時(shí)域及頻域上水動(dòng)力系數(shù)、位移、等效應(yīng)力及表面聲壓響應(yīng)曲線。螺