《複雜條件下潛艇推進器流噪聲高效數值預報研究》是依託大連理工大學,由魯建華擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：複雜條件下潛艇推進器流噪聲高效數值預報研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：魯建華
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
潛艇推進器流噪聲數值預報是開發安靜型潛艇的關鍵技術之一。目前關於潛艇推進器流噪聲數值預報的研究多是假定推進器葉片為剛體、潛艇均速機動和空間聲速為常數的條件，很少涉及葉片結構形變、潛艇變速機動及聲速空間變化等更接近真實的複雜條件。鑒於此，本項目擬採用基於格子Boltzmann（LB）方法的數值模擬手段，對此類條件下潛艇推進器流噪聲的產生傳播機理進行研究。主要包括：構建能準確刻畫此類條件影響的LB模型及邊界處理格式，開發能實現上述LB模型的GPU-CPU異構計算機系統條件下的流噪聲高效數值預報平台，並藉此平台探究葉片結構形變、潛艇變速機動及聲速空間變化對潛艇推進器流噪聲遠場聲源強度分布、輻射方向、頻率特性等的影響規律，分析這種條件下不同噪聲源(單極子、偶極子和四極子等)對總體噪聲的貢獻。本項目研究可望為認識此類條件下水下流噪聲產生傳播機理提供合理高效的方法，為相應消聲降噪技術提供理論支持。
結題摘要
潛艇推進器流噪聲數值預報是開發安靜型潛艇的關鍵技術之一。本項目針對目前潛艇推進器流噪聲數值預報的研究很少涉及葉片結構形變、潛艇變速機動及聲速空間變化等這類更接近真實條件下的流噪聲建模仿真與物理機理取得如下主要研究成果：（1）基於格子Boltzmann方法的數值框架，構建了一系列能準確刻畫此類條件影響的 LB 模型及邊界處理格式。提出了基於力修正的LB-IBM新方法克服已有模型的數值滑移問題，耦合了計算穩定性較好的光滑粒子方法處理固體大變形問題。發展了基於Buick模型的LB方法處理聲速空間變化的問題。（2）基於這些格式，初步建立了一套自主智慧財產權的能夠刻畫上述條件影響的流噪聲高效數值預報平台。數值仿真和實驗表明了方法的高性能。（3）藉此平台研究了上述複雜條件下的流噪聲譬如可變形旋轉橢圓柱流噪聲產生和傳播規律，得到了符合物理實際的結果。上述研究結果進一步證實了基於LB方法的流噪聲數值建模方法的優越性，為潛艇複雜條件下的消聲降噪技術提供了可靠的數值預報工具。
