胡昊明，崔洪宇

（大连理工大学船舶工程学院，辽宁大连 116024）

舰船水下一般布置带格栅的陷落式腔体结构[1]。舰船航行时，带格栅腔体结构在来流激励下极易产生结构振动和噪声，较大噪声对舰船隐身性产生不利影响。因此有必要对来流激励下带格栅腔体结构的声辐射特性进行分析。

对腔体结构的流激振动及声辐射特性进行分析需要考虑结构绕流流场。腔体结构内部流动是十分复杂的三维非定常湍流流动，针对湍流的模拟主要有雷诺平均（Reynolds - Average Navier - Stokes，RANS）[2-3]、大涡模拟（Large Eddy Simulation，LES）[4-6]、直接数值模拟（Direct Numerical Simulation，DNS）和分离涡模拟（Detached Eddy Simulation，DES）[7-8]等方法。其中，DES具有计算资源需求低和精度高的优点，得到了越来越多研究者的重视[9]。结构水下辐射噪声常采用声固耦合法、统计能量法、有限元法（Finite Element Method，FEM）、边界元法（Boundary Element Method，BEM）等方法进行分析[10]。其中，FEM耦合BEM在分析结构声辐射问题中得到了较多的应用[11-13]。Lin 等[11]通过FEM/BEM 方法研究了在螺旋桨激励下船体和螺旋桨的声辐射问题；谭路等[12]采用结构FEM耦合流体BEM的方法分析了不同推进形式的艇体声学特性；武多听等[13]基于FEM/BEM 方法分析了在不同螺旋桨激励方向下的船舶振动及水下声辐射特性。在实际工程中由于流激作用带格栅腔体结构产生较大辐射噪声的现象时有发生，但目前对该结构在来流激励作用下的结构声辐射特性研究较少。为此本文将采用DES 结合FEM 耦合BEM，对带格栅腔体结构水下声辐射性能进行研究。

1 数值模拟方法

对于带格栅腔体结构的绕流流场计算，本文在近壁面处采取求解湍动能k、湍流耗散项ε、标准化壁面法向应力φ和椭圆混合传输因子α的湍流模型：