[實用新型]一種水下凸出體流激噪聲控制裝置

有效

• 申請號: 201921138703.5
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN210882497U
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 張翰欽;孫國倉;吳書有;汪利;沈志奔
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一九研究所
• 主分類號: B63B17/00
• 分類號: B63B17/00;F15B11/08
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 劉芳

本實用新型提供一種水下凸出體流激噪聲控制裝置，包括液腔、振動/脈動力監測傳感器、控制箱及液壓泵/閥；所述液腔螺旋式安裝在凸出體表面，凸出體表面未安裝液腔的部分覆蓋有橡膠，使液腔在未充液時，凸出體表面為流線型；所述振動/脈動力監測傳感器安裝在所述凸出體上，所述控制箱與所述振動/脈動力監測傳感器及液壓泵/閥相連，所述液腔與所述液壓泵/閥相連，所述控制箱根據振動/脈動力監測傳感器的監測結果，控制液壓泵/閥向液腔內充放液。該裝置可實現對水下凸出體流激線譜噪聲的主動控制。

技術領域

本實用新型屬于振動噪聲控制技術領域，具體涉及一種水下凸出體流激噪聲控制裝置。

背景技術

水下航行體表面存在各式各樣的凸出體，其在水下航行時由于流體激勵，引起結構振動，很可能會出現線譜噪聲，嚴重影響其隱蔽性。凸出體流激線譜噪聲的控制，雖然可以采取改變線型、增加隔板等一些被動措施，但控制效果一般并不顯著，或者由于控制措施可能導致高航速下高頻噪聲升高。

凸出體后緣的渦下泄是導致流激線譜噪聲的根源，流體介質在流經凸出體結構后，在一定雷諾數下，凸出體尾流會交替出現脫落渦，這些渦街引起凸出體表面的脈動壓力，從而產生噪聲。同時，由于凸出體渦脫落頻率和結構固有頻率接近，激勵結果在固有頻率下振動，更會產生強線譜噪聲。凸出體流激噪聲包含了渦流周期性激勵，流體與結構及噪聲之間的相互作用等流固耦合、流聲耦合復雜現象。但是，無論哪種發聲機制，其激勵源都是凸出體邊緣的渦流激勵。因此，為了凸出體流激線譜噪聲，關鍵在于實現對凸出體渦流的控制。

基于湍流宏觀系統存在著對小擾動的敏感性這個理論背景，采用充液式裝置產生小擾動與凸出體繞流流動相耦合，從而顯著改變凸出體的流動狀態，可以實現對宏觀流動的主動控制。凸出體邊緣是形成周期性流動的源，該部位對接受流體微小擾動非常敏感。基于此，在凸出體邊緣引入微小的速度擾動，可以對渦流動進行控制，進而渦流的周期性脫落，降低流激振蕩線譜噪聲。近年來，在航空航天領域，針對空氣介質，已有用微小流動控制裝置抑制腔體流激振蕩噪聲的研究，但目前并未見到應用于水下凸出體流激線譜噪聲主動控制的報道。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種水下凸出體流激噪聲控制裝置，該裝置可實現對水下凸出體流激線譜噪聲的主動控制。

實現本實用新型的技術方案如下：

一種水下凸出體流激噪聲控制裝置，包括液腔、振動/脈動力監測傳感器、控制箱及液壓泵/閥；所述液腔螺旋式安裝在凸出體表面，凸出體表面未安裝液腔的部分覆蓋有橡膠，使液腔在未充液時，凸出體表面為流線型；所述振動/脈動力監測傳感器安裝在所述凸出體上，所述控制箱與所述振動/脈動力監測傳感器及液壓泵/閥相連，所述液腔與所述液壓泵/閥相連，所述控制箱根據振動/脈動力監測傳感器的監測結果，控制液壓泵/閥向液腔內充放液。

進一步地，本實用新型所述液腔內部為液壓油/水等液體，外皮為具有一定伸展性和抗壓性的橡膠皮，橡膠皮最大能伸長率超過500％，最大承受壓力超過4.5MPa。

進一步地，本實用新型所述振動/脈動力監測傳感器為干端振動傳感器或濕端脈動壓力傳感器，當為干端振動傳感器時，安裝在水下凸出體的內表面，當為濕端脈動壓力傳感器時，安裝在水下凸出體外表面預留的安裝孔上；用于實時監測流激附體產生的脈動壓力或者振動線譜，并反饋至控制箱，控制箱根據振動/脈動力監測傳感器的輸入實時調整控制策略。

進一步地，本實用新型所述控制箱為整個控制系統的中樞，根據振動/脈動力監測傳感器采集的數據，進行實時判斷，若有低頻線譜產生則啟動液壓泵/閥，進行充液，當脈動線譜消失時，則停止充液；若高頻噪聲升高則抽出液腔內的液體，保證流激噪聲在低頻和中高頻均處于較低水平。

進一步地，本實用新型所述液壓泵/閥為低噪聲智能泵/閥，其開啟狀態和流量受控制箱控制，液壓泵/閥采用雙層隔振裝置隔振，開啟時不會產生強機械噪聲。

有益效果