高速舰船拖曳式线列阵流噪声数值模拟研究开题报告

全文总字数：4085字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究背景

第二次世界大战后，各国投入了大量时间和精力研制新型潜艇，使得潜艇进入一个新的发展阶段。潜艇的隐身降噪技术不断得到突破，潜艇变得日益“安静”。传统声呐安装在船体，受到舰船工作的机械噪声影响并且探测距离有限，已经无法满足反潜需求。这对声呐探测技术提出了更高要求，拖曳式线列阵声呐应运而生。

拖曳线列阵声呐是一种新型声呐设备，与以往传统的声呐不同，拖曳线列阵声呐将水听器按一定距离安装在一条远离舰船的拖缆上。由于远离舰船，舰船航行时产生的噪声对声呐的影响很小，极大地提高了声呐的工作效率。此外，拖曳线列阵还具有布置不受舰体限制、工作频率低和探测距离远等优点，所以目前拖曳线列阵声呐已经成为各国海军进行有效探测的重要装备。

1.2 目的及意义

舰船运动时，尤其是以高速行驶时拖缆和海水会发生相对运动，在拖缆和海水的交界处形成湍流边界层(tbl)，湍流边界层的压力起伏变化在拖缆表面产生的流噪声是拖曳线列阵的主要噪声来源。流噪声会被拖缆里的水听器感知从而影响线列阵的探测精度。降低高速舰船拖曳线列阵的流噪声提高水声探测水平是保卫我国海域安全的重要途经，人民海军舰船要提高水下探测能力，必须着力发展拖曳线列阵声呐，重点落在降低线列阵的流噪声上。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

（1）通过阅读文献了解高速拖曳线列阵声呐湍流边界层（tbl）形成机理及控制技术进展。了解计算流体力学（cfd）的理论知识并学习掌握fluent流体仿真软件的使用。

（2）了解目前流场求解的三种主要数值模拟方法。从湍流的分布规律、湍流和拖缆的耦合方式角度选择合适的湍流数值模拟方法并确定假设模型。

（3）建立几何计算模型并划分网格，通过数值计算并分析湍流压力起伏规律，对流噪声进行数值模拟。

3. 研究计划与安排

第1-2周：查阅相关资料，了解拖曳声呐的发展背景，学习湍流相关知识，掌握圆柱绕流及涡激振动的基本理论。

第3周：学习相关专有名词的英文表达，了解英语学术论文的表达方式，完成外文翻译。

第4周：查阅中外文献完成开题报告。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]包志勇,成琦,许德玲,姜建功.拖曳阵声呐减振降噪方法的研究[j].光纤与电缆及其应用技术,2019(05):27-29.

[2]王晓林. 拖曳线列阵拖曳噪声抑制的试验研究[c]. 中国声学学会微声学分会、中国声学学会物理声学分会、四川省声学学会、山东声学学会、上海声学学会、黑龙江省声学学会、浙江省声学学会、重庆声学学会、西安声学学会、陕西省声学学会.2017中国西部声学学术交流会论文集.中国声学学会微声学分会、中国声学学会物理声学分会、四川省声学学会、山东声学学会、上海声学学会、黑龙江省声学学会、浙江省声学学会、重庆声学学会、西安声学学会、陕西省声学学会:《声学技术》编辑部,2017:123-126.

[3]马根卯. 拖曳线列阵流噪声矢量特性研究[d].哈尔滨工程大学,2012.