邹冬林，张建波，田佳彬，塔 娜，饶柱石，4

（1.上海交通大学 振动、冲击、噪声研究所，上海200240；2.上海交通大学 机械系统与振动国家重点实验室，上海200240；3.武汉第二船舶设计研究所，武汉430205；4.高新船舶与深海开发装备协同创新中心，上海200240）

0 引 言

由于海洋来流的不均匀，船舶螺旋桨工作中产生静推力的同时也不可避免地产生脉动力。该脉动力传递到轴上引起轴系振动，进而引起船体振动并辐射噪声。过大的振动会导致轴系、船体等结构疲劳损坏，产生安全隐患。同时由振动而产生的辐射噪声也会影响乘员舒适性。因此在船舶推进轴系设计阶段，需要考虑如何减少螺旋桨脉动力的产生以及优化螺旋桨脉动力到轴系的传递途径等一系列问题。为解决这一问题，需要全面分析流体-螺旋桨-轴系间的耦合动力学特性。流体-螺旋桨-轴系耦合系统动力学分析本质上是一个流固耦合问题，且非常复杂。这是因为一方面不均匀流体引起的螺旋桨脉动力会导致轴系振动，而轴系振动又会带动螺旋桨振动，从而改变螺旋桨的脉动力。二者之间相互耦合，形成反馈机制。另一方面，即使螺旋桨工作在均匀来流中，由于螺旋桨或转轴不可避免地存在偏心，使得船舶推进轴系在绕自身中心线旋转的同时，又发生空间涡动（又称为进动），导致附在其上的螺旋桨也做复杂的空间旋转运动，从而使螺旋桨的进流速度每时每刻都在变化，进一步导致脉动力的产生。总之，螺旋桨脉动力和轴系振动是相互影响的，并且可能存在增强效应。……