不同喷嘴结构的水射流噪声分析

吴小兵， 王久法， 张晓宇

(1.海军研究院， 北京 100161； 2.哈尔滨工程大学 智能科学与工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001； 3.中国船舶集团公司第710研究所,湖北 宜昌 443003； 4.南开大学 人工智能学院， 天津 300350)

反水雷装备作为清除水雷障碍的特有武器，对于海上安全具有重要的支撑和保障作用，作为反水雷的主要手段之一，扫雷采用声、磁扫雷具模拟舰船物理场诱爆水雷。当前，国内外典型声扫雷具尺寸和重量都较大、功率需求高、系统复杂[1]。随着无人平台技术在反水雷领域的逐步应用，需要一种新型驱动源的轻小型发声器来适应USV等小型平台的需求，同时还能够作为高速扫雷声源，用于直升机扫雷。基于传统扫雷具只能装备于专业反水雷舰艇的局限性，迫切需要研制重量轻、体积小、系统简单的小型扫雷具，以适应舰船、直升机等不同平台的搭载需求[2-3]。应用喷流技术模拟舰船辐射噪声是反水雷技术的一次创新。高压海水从旋转喷头喷出时可产生强大的喷流噪声，其峰值频率与喷头旋转频率一致。通过调节高压水泵的输出压力、喷嘴的直径及旋转频率，可对不同频谱特性的声源进行模拟。采用此方法，可实现扫雷声源的轻量化和小型化，为后期发展小型化反水雷装备提供技术支撑。诸多学者以Lighthill声比拟理论为理论基础开展了喷流噪声的研究，取得了大量的研究成果。Willams[4]分析了喷流声源迁移效应与辐射噪声指向性之间的关系。Lilley[5]采用线化Euler方程，获得了包含流场散射效应的方程。……