螺旋桨激励水下艇体振动的试验及数值研究

• 作者: 徐野 熊鹰 黄政
• 来源期刊: 国防科技大学学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 螺旋桨 振动 试验 计算流体动力学 有限元 模态叠加法
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 控制科学与工程· 机械工程
• 页码范围: 133-141
• 页数: 9页
• 分类号: U661.31
• 语种: 中文
• DOI: 10.11887/j.cn.202006017

摘要

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.