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泵喷分布式脉动压力激励下泵喷艇体耦合系统振动声辐射

2021-10-11黄修长苏智伟师帅康饶志强华宏星

振动与冲击 2021年18期

黄修长, 苏智伟, 师帅康, 饶志强, 华宏星

(1.上海交通大学 振动、冲击、噪声实验室,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)

螺旋桨、泵喷等推进器在表面脉动压力激励下,一方面会产生结构振动直发声以及流噪声直发声;另一方面会通过轴系、定子等传递激励艇体,导致艇体产生强烈的声辐射。因此,推进器-轴系-艇体的耦合振动声辐射研究受到广泛关注[1-3]。

目前已针对螺旋桨-轴系-艇体耦合系统的振动噪声特性开展丰富的研究,明确了螺旋桨激励下螺旋桨-轴系-艇体耦合系统的声振响应特性[4-5]。但上述分析均采用在螺旋桨桨毂或0.7R处施加集中力(R为螺旋桨半径),无法考虑分布式载荷的相位不同以及螺旋桨空间模态特性对响应的影响。为考虑上述问题,部分学者在分析螺旋桨-轴系耦合系统的响应或螺旋桨的流固耦合响应时,采用条带法将随机宽带力映射到螺旋桨结构网格上进行施加[6],或利用面元法和有限元法(finite element method,FEM)耦合将计算得到的脉动压力施加到结构网格[7-8]。

泵喷推进器作为一种组合推进器,由于具有较螺旋桨更优越的推进及静音性能而被广泛应用。泵喷推进器的激励力更为复杂,其脉动压力是在导管、定子、转子吸力面和压力面上呈复杂空间分布的力,在该空间分布力作用下会激励起不同模态产生复杂的响应,其响应特性和响应机理更加复杂。目前针对泵喷推进器的研究主要集中在3个方面:一是水动力性能、表面脉动压力激励特性、流场特性等的研究[9-10];……

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