螺旋桨激励水下艇体振动的试验及数值研究

发布时间：2024-03-09 20:05

　　为考虑螺旋桨真实激励特性,在循环水槽中开展艇尾伴流场中螺旋桨诱导艇尾脉动压力及螺旋桨激励水下艇体振动响应的测量试验。试验结果表明:脉动压力幅值在叶频处最大,且随螺旋桨负载增加而增大,随与螺旋桨之间距离的增大而减小,四叶桨脉动压力在尾翼后的高伴流区幅值较大,五叶桨则在尾翼之间的低伴流区幅值较大;大部分测点的振动响应幅值随螺旋桨负载增加而增大,但也存在叶频处幅值较小和未随负载增加而增大的情况;五叶桨激励引起的侧向振动较四叶桨有所增强而轴向振动有所减弱;特定谱峰频率处振动响应幅值呈一阶弯曲振型,其频率范围与有限元计算结果较为一致。综合采用计算流体动力学、有限元和模态叠加法建立螺旋桨激励水下艇体振动响应的数值计算方法,通过计算与试验结果的对比发现,该方法的计算结果与试验结果吻合较好,相比于采用单位简谐激励的谐响应分析方法更加接近真实情况。

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【部分图文】：

图9计算域设置及网格划分

图9计算域设置及网格划分2.2计算结果分析

图4脉动压力测量结果

取V=1m/s、n=8r/s为工况1,V=1.5m/s、n=12r/s为工况2,V=2m/s、n=16r/s为工况3,三种工况下螺旋桨进速系数相同,负载逐渐增大,选取以上三种工况进行分析。由于频谱中轴频、叶频和2阶叶频处峰值较为明显,且均在本文研究的低频范围内,因此选....

图5振动加速度测量结果

E779A桨部分测点振动加速度La测量结果如图5所示,每个测点处的三组数据从左至右分别为轴频、叶频和2阶叶频处幅值。由图可见:大部分测点的振动响应随螺旋桨负载增加而增大;受模型本身的复杂振动特性以及电机和环境振动等干扰因素的影响,部分测点叶频处幅值比轴频、2阶叶频处更小,且少数测....

图10螺旋桨敞水性能计算值与试验值的对比

使用成熟的CFD软件CFX进行数值计算。将螺旋桨转速设为10r/s,采用多重参考系(MultipleReferenceFrames,MRF)方法对一系列进速下的螺旋桨推力、转矩进行定常计算,结果如图10所示,其中J为进速系数,可见计算值与文献[7-8]试验值吻合较好,推力....

本文编号：3923872