鲁利，熊鹰，王睿

海军工程大学舰船工程系，湖北武汉430033

RANS，DES和LES对螺旋桨流噪声预报的适用性分析

鲁利，熊鹰，王睿

海军工程大学舰船工程系，湖北武汉430033

［目的］为研究不同湍流模型在螺旋桨流噪声预报中的适用性，以DTMB 4119螺旋桨为研究对象，对非均匀进流条件下的频域噪声进行数值模拟。［方法］首先，采用RANS方法计算螺旋桨在不同进速下的水动力系数和桨叶表面压力分布，并将仿真值与试验值进行比较，验证流场模拟的准确性；然后，分别将RANS，DES和LES这3种方法得到的脉动压力作为声源，结合声学边界元预报辐射噪声。［结果］计算结果表明，线谱噪声是螺旋桨总噪声的主要贡献者；当预报一阶叶频上的噪声时，3种方法所得结果较为接近，可以采用RANS方法进行快速预报；当预报高阶叶频上的噪声时，采用LES方法预报的结果更加准确。［结论］在噪声预报时可以根据需求选择合适的湍流模拟方法。

螺旋桨；流噪声；湍流模拟方法；边界元

0 引 言

螺旋桨是舰船三大噪声源之一，对其进行噪声预报是舰船声学设计过程中的一个重要环节［1-2］，国内外学者开展了大量相关研究。在理论方法的预报方面，Seol等［3-4］采用面元法得到螺旋桨的流场信息并将其代入声类比方程中求解流场任一点的辐射噪声，通过对比单极子、偶极子和四极子声源产生的噪声声压级，得到了螺旋桨流噪声主要是由偶极子声源引起的结论；张永坤等［5-6］在此基础上将螺旋桨空化时的气泡体积脉冲视为偶极子，通过求解声类比方程，研究了螺旋桨空泡噪声和非空泡噪声特性。……