[發明專利]基于非均勻入流中螺旋槳空化噪聲數值預報的特征提取方法

有效

• 申請號: 201310538724.7
• 申請日: 2013-11-04
• 公開（公告）號: CN103544400B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 曹紅麗;方世良;朱志峰
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 李玉平

1.一種基于非均勻入流中螺旋槳空化噪聲數值預報的特征提取方法，其特征在于，步驟包括：

首先，對螺旋槳計算域進行網格劃分，檢查網格質量并定義邊界條件；

接下來，在CFD軟件中，設置計算模型，進行穩態迭代計算淌水性能參數和入流口速度驗證模型準確性；

然后，在CFD軟件中，將穩態計算作為非穩態計算的初始值進行非穩態迭代計算，并通過后處理顯示螺旋槳片空化周期形態及記錄片空化面積變化；

最后，根據單空泡輻射噪聲理論由螺旋槳片空化面積計算螺旋槳空化輻射噪聲，進行特征提取。

2.如權利要求1所述的基于非均勻入流中螺旋槳空化噪聲數值預報的特征提取方法，其特征在于，所述對螺旋槳計算域進行網格劃分，檢查網格質量并定義邊界條件；具體步驟如下：

第一步，對螺旋槳計算域進行網格劃分：

設定坐標原點在螺旋槳中心點處，螺旋槳的旋轉軸為x軸，螺旋槳的直徑為D，假定x正方向為下游，x負方向為上游；建立計算動域和計算靜止域；進行網格劃分，檢查網格質量；定義流體計算域和邊界條件；

第二步，采用一階差分插值計算非均勻入流速度面的速度值：

實測非均勻入流速度面的三向速度值，測試點的位置分布在r/R＝0.2,0.4,0.6,0.8,1.0…0.2M_test，其中R為螺旋槳半徑，r為測試點的半徑，M_test為測試半徑的個數；

入流速度面1的面網格劃分采用結構網格劃分，徑向的節點數為M，一般情況下，M_test＜M，在徑向方向進行一階插值計算，徑向插值的點數為M_r；

第三步，導入計算網格并進行網格相關操作：

將網格文件讀入到CFD軟件中進行網格檢查，確保最小網格體積大于零，否則重新劃分網格；進行計算域尺寸的調整，調整網格的尺寸比例，使最后尺寸符合實際模型的大小；將網格進行交換和光滑處理，依次按交換系數從小到大進行光滑和交換操作，直到每個交換系數的交換網格數目為零；讀入非均勻入流面速度的文本文件；

第四步，計算模型設置：

在CFD軟件中進行計算模型設置，定義求解器，按照默認的設置；選擇K-epsilon模型，在K-epsilon模型下保存默認選項Stadard，在Near-Wall?Treatment選項下選擇標準壁面函數；流體介質的選取，選取water-liquid和water-vapor，根據實際值設置流體介質的密度和粘性系數；設置操作環境，在Operating?Pressure中根據實際值寫入環境壓力；將螺旋槳的旋轉速度的單位選為rpm；設置邊界條件，包括選擇流體動域的坐標系，穩態計算中選取MRF，非穩態計算中選取Moving?Mesh，定義動域旋轉軸為x軸，根據實際值設定選準速度，速度方向遵循右手定則，默認流體靜止域為靜止坐標系，非均勻入流速度面中速度采用笛卡爾坐標系，分別選擇profile讀入文本文件中的v_x，v_y，v_z，靜止域外圍速度采用笛卡爾坐標系，x方向的速度值根據實際的入流速度進行設定，壓力出口選擇靜壓力為零，定義螺旋槳的槳葉和槳轂壁面速度無滑移，粗糙系數為0；定義交界面；

第五步，設置求解參數、初始化以及收斂條件：

設置松弛因子，其中vapor，Turbulent?Kinetic?Energy，Specifiec?Dissipation?Rate，Turbulent?Viscosity的松弛因子為λ，其它保持不變，定義差分方程形式，其中Pressure為Standard，其它的均為First?Order?Upwind形式；將入流口速度面1的速度作為初始值；設置各參數的殘差。