柴油机水下排气噪声的试验和研究

本文对降低潜艇柴油机水下排气噪声理论和试验研究工作进行了总结，分析了水下排气噪声的组成，形成探讨了其主要影响因素和降噪措施。     

两相流排气压力脉动的实验研究分析

本文对特种发动机一摆盘式发动机排气管内气液相流脉动状态进行了实验研究，概述了其实验过程，并对试验结果，典型图谱作了分析。其中，着重讨论了摆盘机排气系统的特点，冷却水对排气状态的影响，以及排气压力脉动与发动机振动和水下排气噪声的关系。     

发动机水下排气噪声预报研究

由于涉及到两相流,所以发动机水下排气噪声的产生机理和辐射特性非常复杂。文章基于Mixture多相流模型、RNGκ-ε湍流模型和Ffowcs Williams-Hawking声学模型对发动机水下排气噪声进行了数值预报研究,并试验测量了相应工况下发动机水下排气噪声,对数值研究的结果进行了验证。结果表明,文中所提出的发动机水下排气噪声数值预报方法在工程上是可行的。     

水下排气流动与噪声特性试验研究

为明确水下排气噪声发生的空间位置,掌握流动形态对排气噪声的影响特征,在水池中通过水下摄像和噪声监测方法研究了瞬态水下排气过程。结果表明：40 mm管口水下稳定排气产生的气泡直径约3～21 mm,气泡群上浮平均速度为0.31 m/s;水下排气噪声主要发生在排气管口附近,在气泡形成过程中产生,单极子辐射占主导地位,是水下排气的主要噪声源;气泡上浮时的噪声总级远低于管口气泡形成噪声,与背景噪声接近,是水下排气中可以忽略的噪声源,其频谱特征中主要是气泡固有频率,峰值频率约800 Hz;气泡在水面破碎时产生的噪声比排气出口噪声略低,是水下排气的次要噪声源,偶极子噪声占主导地位。     

水下吹除排污过程气体射流噪声数值模拟

[目的]研究水下航行体污水吹除产生的辐射噪声的规律特性和影响因素。[方法]基于大涡模拟(LES)与FW-H方程计算方法,对航行体贮容器排污过程进行流场分析和辐射噪声定量计算。[结果]数值模拟与实验结果均表明,辐射噪声主要受吹除压力和背压压差的影响,压差越大,辐射噪声越大,且其基本不受吹除背压影响。贮容器内水排空后,水下直接喷射排气会产生辐射噪声的"拐点",排气噪声显著上升;频谱图呈现低频特性,频率主要分布在1 500 Hz以内,且有明显峰值。[结论]为控制舰船水下吹除排污过程的辐射噪声量级,应尽量控制排气压差,并防止高压气体直接喷射至海中。     

水下排气降噪试验研究

气体在水下排放时会产生较大的辐射噪声,影响水下设备的工作性能。在排气管路末端安装排气装置,将排放气体以小直径气泡的形式排入水中,针对水下排气噪声特点,为排气装置设计微穿孔板结构排气消音器。通过排气装置等距离线上噪声的分布特点,判断出排气装置的噪声源及其传播途径,为排气装置设计隔声层,并通过试验验证了降噪效果。试验结果表明：采用填充多孔型陶瓷棉的微穿孔板结构消音器,结合排气气泡反射作用,可以有效阻止排气噪声通过排气通道向水中辐射;采用气泡型泡沫板填充的气泡型隔声板,能有效隔离排气装置的辐射噪声。     

激光空化产生水下假目标的新方案

提出了一种不同于传统方式的水下对抗新方案，该方案尝试利用激光光源在远处水下产生的空泡及其噪声来模拟潜艇螺旋桨在行进中产生的空泡及其噪声，作为假目标在水下对抗中得到应用。对实现方案的实验研究方法和研究步骤进行了初步探讨和研究。     

军用高速艇主柴油机水下排气方式的试验研究

通过对船用柴油机的各种排气方式的比较和分析后认为，军用高速艇主柴油机比较理想的排气方式为水下排气，同时从排气对螺旋浆的影响，艇底排气出口位置的选择，艇的阻力增加情况等3个方面进行了试验研究，研究表明在高速艇上采用水下排气方式是可行的。     

水下湍射流噪声试验研究

喷水推进器喷注噪声是潜艇重要的水下噪声源。文中旨在对类似的水下自由射流场噪声进行实验测量研究。用压力桶作为混响水池,在其中对扩张喷口、平直喷口、收缩喷口射流在这种压头下辐射噪声功率进行测量,比较其区别并分析水下湍射流噪声特点。     

水下湍射流噪声试验研究

喷水推进器喷注噪声是潜艇重要的水下噪声源.文中旨在对类似的水下自由射流场噪声进行实验测量研究.用压力桶作为混响水池,在其中对扩张喷口、平直喷口、收缩喷口射流在这种压头下辐射噪声功率进行测量,比较其区别并分析水下湍射流噪声特点.     

柴油机水下排气海水倒灌现象的理论分析

柴油机水下排气时存在海水由排气管倒灌入柴油机进而导致柴油机严重损坏的风险。通过分析管内气液两相逆向流动特性和国内外相关研究成果,指出水下排气管内海水倒流的物理机制,并给出了基于Wallis无因次气相速度的水下排气管海水倒流判断准则。进而以某柴油机排气参数为基础,计算分析了排气管管径、排气口水位深度及排气温度等因素对管内倒流界限气速的影响,所得结果对水下排气柴油机防止海水倒灌具有指导意义。     

船舶中速主机低频排气噪声控制研究

结合在船舶建造中遇到的低频主机排气噪声控制问题,从实船噪声源的确定、主机排气噪声谱分析和消声器声学性能验证等方面进行探索,并从排气噪声控制角度对船舶柴油机排气系统设计提出了建议。     

特种发动机排气放空消声器设计及性能分析

分析了某特种发动机的排气噪声特性,指出其频谱形状是以低频和高频为主的马鞍形,提出有效的解决措施是安装排气放空消声器。综合运用节流降压、扩张室膨胀、导流、吸声和小孔喷注排气的原理,为该特种发动机设计了一个排气放空消声器。计算结果表明:该消声器能显著地降低发动机排气口的气流速度和空气动力性噪声,在宽频段内具有良好的消声性能。     

基于涡声理论的水下射流噪声预报

湍流噪声是潜艇重要的水下噪声源.以水下自由湍射流为例,探讨其噪声机理和预报方法,构造了Powell涡声理论和CFD方法相结合的算法.首先讨论了Powell涡声方程和Howe的涡声方程的解法;作为算例,用CFD软件FLUENT中标准k-ε计算湍射流场,以此作为近场声源;随后,运用Powell涡声和Howe的涡声方程理论对远场噪声谱进行预估,给出了辐射噪声指向性比较,并分析了自由射流场声辐射机理.     

船用中速柴油机排气SCR净化消声器的联合仿真分析

船用柴油机对环境的影响主要可分为噪声污染和排放造成的大气污染,伴随着国际海事组织(IMO)第3阶段排放标准(Tier Ⅲ)的实施,为船舶配置选择性催化还原反应(SCR)脱硝装置已成为必然选择,可借鉴车用柴油机排气净化消声器装置的应用经验,对船舶柴油机的排气消声器和SCR反应器进行联合设计。采用动力系统、流场和声场联合分析的方法,结合商用软件GT-Power、Fluent和LMS Virtual. Lab进行联合仿真,计算初步设计配置于船用MAN 9L32/40型柴油机排气净化消声器的压力损失和消声效果。仿真计算结果显示,该排气净化消声器的压力损失满足柴油机排气要求,同时在2 000 Hz以下具有良好的消声效果。     

基于Kirchhoff方法的水下自由湍射流场噪声预报

该文旨在研究类似的水下自由射流场噪声机理和预报方法。构造了Kirchhoff理论和CFD方法相结合的算法;详细推导了Kirchhoff方法噪声预报的原理;讨论其适用性,并引入了非线性修正方法。用大涡模拟法对水下自由射流场进行数值模拟,以此作为近场声源;随后,运用所推导的Kirchhoff方法对控制面外噪声场进行预估,并分析了自由射流场声辐射机理。     

移动式柴油发电机组消声器的设计计算

以柴油机的排气噪声控制为研究背景，针对某型移动式柴油发电机组，进行了排气消声器的性能和结构设计．依据柴油发电机组的条件和排气参数，利用CFD软件FLUENT进行流道的建模和数值模拟，进行了消声器的流场和消声量的计算．通过多次调整结构参数，使得所设计的消声器性能逐渐合理．计算结果表明，该消声器在较宽的频带范围内具有良好的消声性能，能够满足设计所要求的25dB消声量．     

船用柴油机排气冷却降噪装置性能仿真与实验研究

在特定情况下,船用大功率柴油机排气温度和噪声会受到严格限制,为解决这一问题,考虑在柴油机后安装冷却降噪装置.现应用湍流气粒两相流动的计算流体力学理论,对冷却降噪装置的冷却效果及阻力特性进行仿真计算,计算结果和试验吻合较好.