王 玉，王树新，刘玉红

（天津大学 机械工程学院，天津 300072）

刚性壁面三维陷落腔涡流噪声机理研究

王 玉，王树新，刘玉红

（天津大学 机械工程学院，天津 300072）

陷落腔结构作为船舶表面的一种常见结构，其产生的噪声近年来广受关注。文章在马赫数为0.004 8条件下，采用LES-Lghthill等效声源法对刚性壁面三维陷落腔的流场及声场进行仿真，形象地再现了陷落腔内部涡旋运动变化规律，分析了陷落腔涡流流动机制、脉动压力特性以及辐射噪声特征。通过对脉动压力功率谱及声功率频谱的对比分析发现，声功率谱的前三阶频率与陷落腔流体动力振荡频率吻合，这表明刚性壁面的三维陷落腔涡流噪声由流体动力振荡引起，由脉动压力构成的偶极子源对涡流噪声的贡献最大。研究成果为控制船舶涡流噪声提供了理论依据。

三维陷落腔；涡流噪声；大涡数值模拟；等效声源法；涡声关系

1 引 言

陷落腔作为船舶表面的常见结构，其产生的涡流噪声对搭载在船舶上的声学传感器有不容忽视的影响，不仅会增加声学测量仪器的背景噪声，还会对外界声信号的测试产生干扰。随着现代科技的迅速发展，船舶结构日益复杂，航速日趋提高，航速的提高势必增大了涡流噪声，因此，对船舶陷落腔结构涡流噪声的研究具有重要意义[1-4]。

陷落腔流动噪声涉及流体、噪声以及结构之间的相互耦合，给理论分析、试验研究以及数值模拟都带来很多困难。近年来，许多学者在该领域开展了相关研究并取得了一定成果。……