船用柴油机增压器压气机高效工况气动噪声预测

为了研究船用低速柴油机涡轮增压器离心压气机在高效运行工况下的气动噪声特性,本文采用数值计算方法对多工况下的压气机噪声进行了数值预测。通过非定常流动数值模拟对比分析了不同运行转速下脉动压力的时、频特性,进而以非定常脉动压力为声源计算了压气机基频离散单音噪声和宽频噪声。结果表明:非定常脉动压力呈现出强周期性,经FFT变换后在叶片基频及倍频处出现明显的压力幅值峰值;且随着转速的增大,非定常脉动压力增强。以叶轮进口面作为声源可以在获取基频离散单音噪声峰值的同时得到宽频噪声谱;随着转速的增大,压气机气动噪声总声压级增大;压气机噪声自管口向外辐射时存在声学指向性,但指向性随着频率和转速的变化而变化。     

主机与螺旋桨激励下某型散货轮船体振动差异特性研究

船舶的低频振动与水下辐射噪声是船舶最主要的噪声源,该振动噪声频谱通常分布在80 Hz以下的频段内,该频段内噪声源主要由主机激励和螺旋桨激励两部分构成。利用有限元法,基于某30 000 DWT型散货轮实际船型的尺寸和主机的安装位置建立带有主机、轴系、螺旋桨的船体有限元分析模型,进行模态分析,得到整船的固有特性。并在此基础上,分别计算主机机座垂向激励和螺旋桨轴向、垂向激励下整船的振动传递函数,获取两激励源引起船体振动的差异特性,为船舶动力系统设计与船体振动噪声控制提供参考。     

装备自主定点精确投放的轨迹修正研究

对军用装备的投放过程建立偏微分方程组模型,确定满足投放要求的最佳投放位置和投放速度,分析了在投放位置和投放速度均存在合理误差的情况下,落地点的区域范围,并进一步对投放轨迹进行修正,以减少由于投放位置和投放速度的误差对投放精度的影响,通过采用蒙特卡罗方法进行仿真模拟,结果表明,该偏微分方程组模型以及通过对装备投放轨迹修正更加有利于实现对投放过程的精确控制.     

基于试验的压气机气动噪声特性分析

对船舶柴油机大流量、高压比涡轮增压器压气机的气动噪声特性进行分析,借助自循环试验台进行了多工况的气动噪声特性及噪声控制后特性变化研究,结果表明:压气机气动噪声主要由叶片通过频率(BPF)发生的叶片谐次噪声与"电锯"(buzz saw)噪声组成,低转速区域没有明显的叶顶间隙(TCN)噪声出现;压气机进口气动噪声声压级随着转速增大而逐渐增大,同转速下压比越大噪声声压级越高,且气动噪声在进口反射之后呈现不规则传播状态而非球面波推进.在此基础上,安装设计的进气消声器对气动噪声进行控制,通过与敞口测试对比分析消声器对气动噪声特性的影响,结果表明:安装消声器后压气机进口噪声得到了较好的控制,消声器可以在较宽频率范围内抑制BPF噪声,且可使压气机气动噪声辐射声压分布更加均匀.     

分析模型选取对螺旋桨脉动激励引起的水下结构振动与声辐射影响研究

由于激振力作用位置的原因,目前关于水下结构振动与辐射噪声特性问题的分析模型多选用舱段或尾部结构,本文使用有限元/直接边界元方法,分析螺旋桨—轴系—壳体结构这一典型的尾部受迫振动问题,研究不同模型选取对结构振动及声辐射特性的影响,分析表明,使用局部模型将对结构的振动特性、辐射声压分布等特性产生影响,分析结果中略掉了较多的结构振动模态,从而使分析结果不全面,对于水下结构的振动响应分析,建议采用整体结构作为分析模型。     

基于自适应广义线性混合模型的柴油机源分析

为识别柴油机构成的多源相关、多通道耦合系统振动源,本文基于信号分析进行其噪声源识别研究。考虑不同激励源同时激励柴油机本体振动,柴油机振动具有基频、谐频构成梳状特征线谱,本文为柴油机多通道耦合振动系统建立广义线性混合模型,并基于自适应滤波提出振动噪声源分析算法。利用提出的自适应广义混合模型算法,通过MISO模型振动源识别数值仿真验证其有效性;基于某V16型高速柴油机振动试验,识别出该柴油机特征线谱,分离出与柴油机本体噪声无关的频谱,实现柴油机振动激励源分析,为柴油机构成的多源相关多通道耦合振动激励源分析提供一种思路。     

使用动力吸振器降低轴系纵振引起的水下结构辐射噪声研究

以带有推进轴系的单层锥柱结合壳体为研究对象,用FEM/BEM方法计算轴系纵振激励导致的结构水下振动与声辐射响应.为了降低结构水下辐射噪声,在推进轴系上安装动力吸振器,分析了动力吸振器质量、阻尼和个数对水下结构辐射噪声特性的影响.数值计算结果表明,动力吸振器的减振效果具有较强的频率选择性,吸振频率相同的条件下,可以通过增加动力吸振器的质量、阻尼和吸振器的个数来改善水下结构的辐射噪声.     

活塞与缸套间隙对敲击噪声的影响

活塞敲击噪声是柴油机最重要的机械噪声,控制敲击噪声一般可以从源、传递途径以及表面辐射3方面考虑,其中控制源效果最佳。基于活塞2阶运动理论建立活塞运动动力学方程,计算得到活塞与缸套间隙别为0.5 mm、1.0 mm和1.5 mm 3种工况下的活塞与缸套4个接触点位置的载荷力。建立柴油机有限元模型,基于时域方法,计算柴油机表面的振动与噪声特性,预测机体的表面辐射声压。研究了活塞与气缸间隙对柴油机活塞敲击噪声的影响,得到机体振动与声学特性的变化情况,结果表明,通过采取减小活塞与缸套间隙的方法,可使柴油机的活塞敲击噪声得到一定的控制。     

船用柴油机涡轮增压器的进气消声器性能分析

为更好地进行船用低速柴油机涡轮增压器进气噪声控制,以现有自行设计的径向进气消声器为研究对象,探讨了其性能预测方法,并进行了相应的试验验证.结果表明:消声器对压气机性能影响较大,压气机性能计算时应将其考虑在内;采用管道声模态法计算了消声器传递损失,主要降噪频段及降噪量结果与试验测量值一致,消声器可以有效抑制高频段的增压器进气噪声,离散单音噪声峰值明显降低.在增压器高转速时,消声器对中、低频段的多重单音噪声峰值抑制能力有限,在原有消声器结构中加入声衬,可以使消声器低频和高频声学性能得到进一步优化.