艇桨一体的螺旋桨激振力和水动力噪声数值预报

王诗洋，汤佳敏，王文全，张祥瑞

1中国船舶及海洋工程设计研究院，上海200011

2哈尔滨工程大学船舶工程学院，黑龙江哈尔滨 150001

0 引 言

随着科学技术的发展，潜艇的综合作战性能得到了极大提升，但是反潜探测技术的进步也使得潜艇的水下隐蔽性受到空前的挑战［1］。按照噪声等级，可以将潜艇划分为高噪声、低噪声和安静型等不同类别［2］，其中“安静型”潜艇备受青睐。为了提高其生存性和作战能力，噪声控制已成为潜艇总体设计的关键技术。潜艇噪声分为机械振动噪声、螺旋桨噪声以及流噪声［3］，目前，机械振动噪声已通过基座弹性安装、消声瓦隔音处理等降噪技术得到有效控制［4］，螺旋桨噪声在辐射噪声中的占比较大，水动力噪声则对潜艇的自噪声影响较为明显，因此开展艇桨一体的螺旋桨激振力和水动力噪声预报研究具有重要的工程价值。

目前，主要通过实验测量和理论预报这2种方法开展潜艇流噪声方面的研究。毕毅等［5］通过拖曳试验测量了潜艇流噪声并发现了螺旋桨的信号频率特性，尤其是低频线谱特性。杨琼方等［6］采用大涡模拟（Large Eddy Simulation，LES）方法与声学边界元相结合，实现了潜艇流噪声及其等效声中心的数值预报。在螺旋桨噪声的产生机理和特性等方面，Seol等［7-8］基于面元法和噪声分析法，计算了非均匀来流时螺旋桨的空泡和无空泡噪声，分析了不同频率下螺旋桨的声指向性分布情况；Testa等［9］采用边界元方法求解了螺旋桨的表面脉动压力，并采用求解伯努利及FW-H方程的方法预报了远场声压。……