[發(fā)明專利]螺旋槳噪聲的多尺度仿真分析方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010134770.0 | 申請日： | 2020-03-02 |
| 公開（公告）號： | CN111144036B | 公開（公告）日： | 2023-03-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 曾奇;陳灝;王佳飛 | 申請（專利權(quán)）人： | 上海索辰信息科技股份有限公司 |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20;G06F119/10 |
| 代理公司： | 上海泰能知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31233 | 代理人： | 宋纓 |
| 地址： | 201206 上海市浦東新區(qū)中國（*** | 國省代碼： | 上海;31 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 螺旋槳 噪聲 尺度 仿真 分析 方法 | ||
本發(fā)明螺旋槳噪聲的多尺度仿真分析方法包括：對噪聲進行量綱分析、漸進分析、統(tǒng)計分析和相關(guān)性分析獲得噪聲表達式，對噪聲表達式進行傅里葉變換并結(jié)合格林函數(shù)改寫噪聲表達式：基于改寫后噪聲表達式和螺旋槳噪聲的物理過程進行螺旋槳噪聲的物理建模，獲得建模模型：針對螺旋槳每一單個葉片沿軸向或徑向劃分為n個部分，n初始為1；分析每一劃分部分對應(yīng)建模模型中各個參數(shù)，計算每一劃分部分遠場噪聲頻譜函數(shù)；計算單個葉片的遠場噪聲頻譜函數(shù)；計算單個葉片的遠場噪聲頻譜函數(shù)與試驗獲得的遠場噪聲頻譜函數(shù)間誤差值，若誤差值大于設(shè)定值，則重新劃分葉片區(qū)域計算，否則將建模劃分流程作為該螺旋槳的葉片構(gòu)型、葉片數(shù)量的螺旋槳噪聲仿真方法。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及噪聲仿真分析技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種螺旋槳噪聲的多尺度仿真分析方法。
背景技術(shù)
目前，噪聲仿真分析技術(shù)主要采用經(jīng)驗公式和數(shù)值模擬兩種方法。尤其最近十年，國內(nèi)流行通用商業(yè)聲學(xué)軟件進行宏觀尺度下的數(shù)值模擬，數(shù)值模擬的算法如對于中低頻段采用有限元和邊界元法，對于中高頻段采用統(tǒng)計能量法模擬。現(xiàn)有的通用商業(yè)軟件采用的數(shù)值計算方法已經(jīng)能夠解決一部分部件級的噪聲仿真問題，但未考慮微觀尺度下的噪聲問題，很難進行面向大型、復(fù)雜裝備的系統(tǒng)級噪聲仿真分析。
例如隱蔽性是保證潛艇戰(zhàn)斗力的關(guān)鍵因素，破壞潛艇隱蔽性的主要因素是來自螺旋槳輻射噪聲。傳統(tǒng)上國內(nèi)多以實驗來測量螺旋槳的噪聲，輔助以經(jīng)驗公式，很少能有仿真方法能有效的實現(xiàn)復(fù)雜的螺旋槳噪聲仿真。傳統(tǒng)的螺旋槳噪聲仿真主要通過工程師的經(jīng)驗進行，項目設(shè)計目的的達到依賴于工程師經(jīng)驗的豐富與否，并且依賴于各類經(jīng)驗公式的準確性和適用性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，提供一種適合全頻域、多尺度的螺旋槳噪聲的多尺度仿真分析方法。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：
本發(fā)明提供一種螺旋槳噪聲的多尺度仿真分析方法，其特征在于，其包括以下步驟：
S1、通過Ffowcs Williams/Hawking方程在特定坐標系下對噪聲分別進行量綱分析、漸進分析、統(tǒng)計分析和相關(guān)性分析，獲得噪聲表達式：
其中，П(x，ω)為噪聲功率譜密度、S(y)為積分面，x為遠場坐標向量，y為近場或聲源坐標向量，ω為角頻率，ki為波數(shù)，ni為方向，G0為格林函數(shù)，表示表面功率譜密度；
S2、對噪聲表達式進行傅里葉變換，并結(jié)合格林函數(shù)改寫噪聲表達式，獲得改寫后噪聲表達式：
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其中x為遠場坐標向量，y為近場或聲源坐標向量，ω為角頻率，ki為波數(shù)，ni為方向，G0為格林函數(shù)，l為聲源參考尺寸，表示表面功率譜密度；
S3、基于改寫后的噪聲表達式和螺旋槳噪聲的物理過程進行螺旋槳噪聲的物理建模，獲得建模模型：
S4、針對螺旋槳的每一單個葉片：沿軸向或徑向劃分將單個葉片劃分為n個部分，n初始值為1；
S5、分析單個葉片的每一劃分部分對應(yīng)的建模模型中的環(huán)境介質(zhì)相關(guān)函數(shù)馬赫數(shù)相關(guān)函數(shù)W(M)、球形擴散效用H(r)＝r-2、傳遞放大效用Δ-2、大氣吸收效用指向性函數(shù)/幾何振幅函數(shù)AG、流動幅值函數(shù)AF、聲源維度LsBs、多普勒頻移函數(shù)fd和頻譜函數(shù)F(M，fd)，并基于建模模型計算出每一劃分部分對應(yīng)的遠場噪聲的頻譜函數(shù)；基于每一劃分部分對應(yīng)的遠場噪聲的頻譜函數(shù)計算出單個葉片的遠場噪聲的頻譜函數(shù)；
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