[發明專利]一種調制通氣空泡流噪聲預報方法

在審

• 申請號: 202110383428.9
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113111605A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 孫鐵志;謝勃漢;丁言義;姜宜辰;張桂勇
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

1.一種調制通氣空泡流噪聲預報方法，其特征在于包括：

在CFD軟件中建立流域和空化器模型，流域來流成分設置為水，將空化器模型前端到流域入口的區域設為來流段、空化器后端到流域出口的區域設為去流段，將空化器置于流域的中心位置，用水翼作為支柱設置于空化器底部，空化器模型軸線與來流方向保持平行；

對流域進行三維網格劃分，將水翼周圍以及空化器選定區域進行網格加密處理，并對整個空化器周圍進行加密，其中空化器周圍加密區域為空化器直徑D的二倍；

設流體為恒密度湍流，采用CFD軟件的分離流求解器對流體力學的控制方程進行求解，時間尺度為隱式非定常，選用大渦模擬進行流動計算，并選用WALE亞網格尺度模型計算亞網格尺度粘度μ_t；

設定來流速度、重力和基準聲壓的初始條件，分別設置空腔內壓力脈動監測點和輻射聲壓級監測點并在空化器模型的截面處設置平面截面以監測整個流場壓力、速度、渦量結果，設置足夠長計算時間觀察空泡變化至其穩定周期；

基于CFD軟件的殘差初步判斷上述監測結果是否收斂，當連續體、X方向動量、Y方向動量、Z方向動量都滿足殘差條件時則判斷計算結果收斂；若某一項不滿足殘差條件則判斷計算結果發散，此時重新優化計算模型；

提取空腔內壓力監測點、輻射聲壓級監測點和流場結果，分別對壓力脈動監測點和輻射聲壓級監測點結果進行傅里葉變換，轉換成對應的聲壓級頻域譜，從而獲得湍流邊界層脈動壓力噪聲結果和遠場輻射噪聲結果，通過對壓力、速度、渦量的流場特性進行分析獲得調制通氣對空泡長度、空泡閉合形式、輻射噪聲的影響。

2.根據權利要求1所述的一種調制通氣空泡流噪聲預報方法，其特征在于：選擇流體域體積(VOF)多相模型和Schnerr-Sauer空化模型對通氣空化進行計算，設通氣成分為空氣，空化器模型通氣孔輸入隨時間正弦變換的通氣率，設定空化器模型通氣孔初始通氣率為Q₀，通氣強度為h，通氣頻率為ω，則通氣率Q隨時間t的關系式表示為：

Q＝Q_o×[1+hsin(2π×ωt)]

通過調制通風頻率對空泡脈動進行抑制，進而降低空泡流噪聲。