APP下载

基于Lighthill声类比理论的喷水推进泵不稳定流动诱导噪声的数值研究

2021-06-04张德胜张乃舒赵睿杰高雄发

振动与冲击 2021年10期

张德胜, 张乃舒, 许 彬, 赵睿杰, 高雄发, 李 宁

(1.江苏大学 国家水泵及系统工程技术研究中心,江苏 镇江 212013; 2. 喷水推进技术重点实验室,上海 200011)

喷水推进泵是一种新型的动力装置,主要是通过泵喷出水流的反作用力来获得前进的动力,在潜艇、高速船舶等方面得到了广泛的应用。喷水推进泵在实际运行时环境变化复杂,在非标准设计工况下运行时,会出现叶轮与导叶、泵体之间的动静干涉,以及旋转失速等情况,从而产生强烈的压力脉动,导致异常的振动与噪声[1-3],影响泵的性能以及舰船行驶的稳定性与隐蔽性。为了保证舰船在各种运行环境下都能稳定运行并且降低噪声辐射强度,喷水推进泵内部流动的特性以及辐射噪声的控制便值得进一步进行研究。

对于泵的压力脉动以及流动诱导的噪声方面,国内外学者展开了一系列研究。Tsai等[4]研究了不断运动的物体在流动介质内噪声测量的问题,从而推导出了广义Lighthill方程。司乔瑞等[5]等采用了声学有限元法(finite element method,FEM)与边界元法(boundary element method,BEM)两种的方法,对离心泵流动诱导的噪声进行了预测,结果表明BEM法能快速测出叶频及其整数倍频的噪声大小,但无法求解过于复杂的边界条件。FEM法对于复杂模型的预测与实际更加吻合,适用于宽频噪声研究,但计算时间过长。张德胜等[6]采用瞬态微型压力传感器的实验方法得出不同流量工况下,在叶轮进口的动静干涉的压力脉动周期性相似规律最强,叶轮出口的波动规律相似性次之。……

登录APP查看全文