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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明公开了一种调制通气空泡流噪声预报方法，包括：在CFD软件中建立流域和空化器模型，对流域进行三维网格划分，设流体为恒密度湍流，采用CFD软件的分离流求解器对流体力学的控制方程进行求解；设定来流速度、重力和基准声压的初始条件；基于CFD软件的残差判断计算结果是否收敛，提取压力监测点、辐射声压级监测点和流场结果，分别对压力脉动监测点和辐射声压级监测点结果进行傅里叶变换，转换成对应的声压级频域谱，从而获得湍流边界层脉动压力噪声结果和远场辐射噪声结果，通过对压力、速度、涡量的流场特性进行分析获得调制通气对空泡长度、空泡闭合形式、辐射噪声的影响。

主权项：1.一种调制通气空泡流噪声预报方法，其特征在于包括：在CFD软件中建立流域和空化器模型，流域来流成分设置为水，将空化器模型前端到流域入口的区域设为来流段、空化器后端到流域出口的区域设为去流段，将空化器置于流域的中心位置，用水翼作为支柱设置于空化器底部，空化器模型轴线与来流方向保持平行；对流域进行三维网格划分，将水翼周围以及空化器选定区域进行网格加密处理，并对整个空化器周围进行加密，其中空化器周围加密区域为空化器直径D的二倍；设流体为恒密度湍流，采用CFD软件的分离流求解器对流体力学的控制方程进行求解，时间尺度为隐式非定常，选用大涡模拟进行流动计算，并选用WALE亚网格尺度模型计算亚网格尺度粘度μt；设定来流速度、重力和基准声压的初始条件，分别设置空腔内压力脉动监测点和辐射声压级监测点并在空化器模型的截面处设置平面截面以监测整个流场压力、速度、涡量结果，设置足够长计算时间观察空泡变化至其稳定周期；基于CFD软件的残差初步判断上述监测结果是否收敛，当连续体、X方向动量、Y方向动量、Z方向动量都满足残差条件时则判断计算结果收敛；若某一项不满足残差条件则判断计算结果发散，此时重新优化计算模型；提取空腔内压力监测点、辐射声压级监测点和流场结果，分别对压力脉动监测点和辐射声压级监测点结果进行傅里叶变换，转换成对应的声压级频域谱，从而获得湍流边界层脉动压力噪声结果和远场辐射噪声结果，通过对压力、速度、涡量的流场特性进行分析获得调制通气对空泡长度、空泡闭合形式、辐射噪声的影响；选择流体域体积VOF多相模型和Schnerr-Sauer空化模型对通气空化进行计算，设通气成分为空气，空化器模型通气孔输入随时间正弦变换的通气率，设定空化器模型通气孔初始通气率为Q0，通气强度为h，通气频率为ω，则通气率Q随时间t的关系式表示为：Q＝Q0×[t+hsin2π×ωt]通过调制通风频率对空泡脉动进行抑制，进而降低空泡流噪声。

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