低水動(dòng)力自噪聲的頭體線型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

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1、第24卷第2期水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展Vo1．24．No．22009年3月CHINESEJOURNALOFHYDRODYNAMICSMar．．2O09文童■號(hào)ll000—4874f20o91一O2—0180一lO低水動(dòng)力白噪聲的頭體線型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法米唐科范，柳康寧(上海交通大學(xué)工程力學(xué)系，上海2o0240，Email：kftang@sjtu．edu．cn)摘要：本文闡述了一套低水動(dòng)力自噪聲的頭體線型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，即通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)水下航行體的頭部線型，在保證無(wú)空化航行的前提下，降低頭體邊界層流動(dòng)對(duì)其前駐點(diǎn)位置的水動(dòng)力自噪聲干擾。這種頭體線型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，首先利用自噪聲頻譜的相似規(guī)律，結(jié)合已有

2、理論分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果對(duì)軸對(duì)稱(chēng)回轉(zhuǎn)體的水動(dòng)力自噪聲頻譜進(jìn)行數(shù)值預(yù)報(bào)；然后以該自噪聲聲壓譜級(jí)為目標(biāo)函數(shù)，結(jié)合工程實(shí)際中的約束條件，進(jìn)行頭體幾何參數(shù)的多參數(shù)尋優(yōu)。這種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法能以較小的計(jì)算量獲得較高精度的關(guān)鍵頻率處的自噪聲聲壓譜級(jí)預(yù)報(bào)和相應(yīng)的低噪聲頭體線型優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而具備廣泛工程應(yīng)用的可行性。本文中所列的典型算例顯示，經(jīng)過(guò)線型優(yōu)化設(shè)計(jì)的頭型具有比原型顯著降低的自噪聲。關(guān)鍵詞t水動(dòng)力噪聲；自噪聲；頭體線型；優(yōu)化設(shè)計(jì)中圈分類(lèi)號(hào)：u661．1，O427．5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AAppr0achesf0r0ptimizeddesign0ftheheadfl0mwithl0whydI．0-dyna

3、micalself_n0iseTANGKe—fan，LIUKang—ning(D印artmemofEngineeringMechanics，ShaIlghaiJiaoTbngUniVersity，Shanghai2OO24O，CIlina)Abstract：Asetof印pmachesfl0roptimizgmedesignofmeheadf0珊withlowhydm—dynamica1noiseisdescedinthispaper．nistoreducetlleself_n0isegeneratedbyitsbOundarylayeratⅡlestagnationposm0no

4、ftl1eheadfbminnoncavitatingnow．rI11isoptimizationmemodisflrsnyt0numericallypr酣ictmehydro—dynaInicalself_noisespectnmlontl1ea)【isyI砌etricbodies，byusmes砌larity1awofmeself_n0isespec鋤maIldsomeomerⅡle0retica1aJldexperimentalresults．ThenitputsfbnvardamuparalTleter叩timizatiOnOfgeOmetricparametersOfⅡl

5、eheadfb珊，cOnside血gⅡlesoundpressurespecⅡleve1ofmeself-noiseasmeobjectivefunctionundertlleconsntconditions仃ommeengineeringpractice．Itisshown

6、；收藕日期I2008．10—17(2009．01．12修改藕)基金項(xiàng)目：上海市重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目資助，項(xiàng)目編號(hào)：B2O6作者簡(jiǎn)介。唐科范(1964一)，男，江蘇無(wú)錫人，講師，工學(xué)博士唐科范，等：低水動(dòng)力自噪聲的關(guān)體線型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法181mattl1edesbedmethodisfeasiblef0rawidel

7、yengapplicati0nbecauseofifssmallcomputa曲nalc0standquiteaccuratepredictionofs0undpressurespec砌leVeloftheself．n0iseattllelreyfequency．FmmttletypicalexaI】1plesinmispaper，itshowsmattt1eself_noise0n吐le叩血mzedheadf0nnsisdbvi0uslylowerⅡlanmatflr0mⅡ1eiIlitialshapesKeywOrds：hydm—dynanlica1noise；seIf_n0i

8、se；f0re—hDdyshape；op血mlmdesigrI)73=寺(小K()(1)1前言式中：是平端面和過(guò)渡曲線連接處過(guò)渡曲線的曲率變化率，是過(guò)渡曲線和平行中體連接處過(guò)所謂頭體水動(dòng)力自噪聲是指，頭體在水中高速航行時(shí)，由頭體周?chē)畡?dòng)力原因引起的對(duì)位于頭端渡曲線的曲率變化率，并且：部處聲納陣的的噪聲干擾。自噪聲和輻射噪聲的區(qū)別在于，輻射噪聲是在遠(yuǎn)處測(cè)得的噪聲，而自噪聲()=6(一1)，()=()。，是在近場(chǎng)的頭體前駐點(diǎn)附近測(cè)得的噪聲。由于頭體邊界層緊挨著前駐點(diǎn)，這就