船用螺旋桨振动噪声的研究进展

螺旋桨在水中的运动会造成不稳定的水动力负荷，并导致振动，引起周围流程的反作用。螺旋桨的震动又会引起螺旋桨噪声，随着船舶航行速度的不同，螺旋桨旋转速度也会不同，螺旋桨噪声的种类和大小也会因此各异。按其物理特性的差异，螺旋桨噪声可以简单的划分为空泡噪声和费空泡噪声两大类。螺旋桨空泡噪声是由于螺旋桨在运转时产生空泡或气泡，这些空泡或气泡的形成和发生都会使螺旋桨周围的流体产生微振动，因而发出的噪声。空泡现象是螺旋桨噪声的主要原因，且船舶航行的大部分时间内螺旋桨都是处在空泡的工况下，因而对螺旋桨空泡噪声的探讨和研究相较于无空泡噪声发展更早。经过大量的实验、研究，船舶设计者把螺旋桨发生空泡现象的临界航速提高了，使得螺旋桨的空泡工矿可以通过航速变化来避免。因此，螺旋桨的无空泡噪声预报研究逐渐得到重视和发展。螺旋桨工作时，有时还会发出一种周期性出现和消失的谐鸣，即螺旋桨唱音。螺旋桨唱音产生主要是由于桨叶的随边产生了卡门涡街，其频率与桨叶固有频率相近时发生共振。

螺旋桨空泡噪声研究进展

1953年Tulin在求解一个零入射零空泡数的对称体的超空泡问题时提出了二维线性理论，由于线性理论的固有不足性，桨叶厚度对空泡形状的影响难以正确估算。Tulin和Hus随后提出了短空泡理论，水翼厚度的影响被考虑进去。1977年Lee***次使用升力面法计算了螺旋桨在非均匀流长忠的空泡问题，取得了比较准确的计算结果。随着面元法的发展，Lee和Kinnas进行了许多基于面元法的二维和三维的水翼空泡沿就。一些国内学者也在这方面进行了大量的研究工作，并取得了一定的成果。比如2002年雄鹰博士利用速度势面元法较为准确的对螺旋桨非定常空泡的体积和范围进行了预报。

螺旋桨唱音研究进展

早在20世纪50年代，L.A.Baier等人对某散货船在大湖中航行时尾部发生剧振的现象进行了描述和研究。1976年我国自行设计制造的江浙沿海客货轮在航行中出现了剧烈地尾部振动，自此我国学者对螺旋桨唱音的研究逐渐开始重视起来。目前，关于螺旋桨唱音预报的方法大致可以分为以下几种：***种是汤渭霖、Powell等采用斯特劳哈尔数（Strouhal）得到的涡发放频率与螺旋桨固有频率相比较，判断唱音发生的可能性；第二种是Paterson等人通过流体动态力和结构模态响应的数值计算预报唱音；第三种是李洁雅根据劳斯特哈尔得到涡发放频率，然后观察这一频率是否落在某一范围来判断是否会发生唱音。

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