于汉 ，李清 ，杨德庆

1高新船舶与深海开发装备协同创新中心，上海200240

2上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海200240

3上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海200240

水面舰船粘性流场和流噪声的数值计算

于汉1，2，3，李清1，2，3，杨德庆1，2，3

1高新船舶与深海开发装备协同创新中心，上海200240

2上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海200240

3上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海200240

［目的］水面舰船周围因非定常流动引起的流噪声问题是舰船声隐身设计技术的难点，自由液面的存在使之不同于潜艇水动力噪声计算。为解决这一问题，［方法］采用流体体积（VOF）法结合SST k-ω湍流模型计算船体外非定常流场，赋予自由液面空气声阻抗来模拟吸声边界。将船体表面脉动压力作为流噪声声源，应用声学有限元法计算水面舰船的水下辐射噪声。［结果］计算所得结果与实验值吻合良好，表明噪声源主要集中在船艏兴波处。［结论］所得结果表明所用计算方法可以较准确地模拟水面舰船的流场与声场，对水面舰船声隐身设计具有参考价值。

流—声耦合；流噪声；Wigley船型；流体体积法；SST k-ω

0 引 言

舰船噪声是舰船声隐身性能的重要指标，主要由机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声3部分组成。其中水动力噪声起因于几种不同的流体动力效应，例如，流噪声是水流作用于潜艇空腔、板和附件引起共振产生的噪声，以及舰船主体和附件的空化噪声等［1］。流噪声由湍流边界层内的速度扰动（四极子噪声）和壁面脉动压力（偶极子噪声）构成［2］，当马赫数较低时，可以忽略四极子噪声的影响，仅考虑偶极子噪声［3］。……