Отправить статью по E-mail 
Физическое моделирование гидроакустического поля гребного винта
- Авторы: Стуленков А.В.1, Артельный В.В.1, Коротин П.И.1, Суворов А.С.1, Горбунцов И.Е.2, Норкин М.С.1, Зайцева С.Г.1
-
Учреждения:
- Институт прикладной физики Российской академии наук
- АО “Санкт-Петербургское морское бюро машиностроения “Малахит””
- Выпуск: Том 70, № 5 (2024)
- Страницы: 747-756
- Раздел: АКУСТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ. ШУМЫ И ВИБРАЦИИ
- URL: https://medjrf.com/0320-7919/article/view/648438
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0320791924050097
- EDN: https://elibrary.ru/XBGOSJ
- ID: 648438
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
Представлено исследование акустического поля винта, особенностью которого является учет влияния его упругих резонансов. В основе исследований лежит расчетно-экспериментальный подход, базирующийся на совместном использовании численного и экспериментального физического моделирования. В работе продемонстрировано, что методы физического и численного моделирования, являющиеся составными частями подхода, обеспечивают высокую точность определения резонансных частот в воздухе и в воде. С использованием разработанного подхода обоснована важность учета упругих резонансов гребного винта при проектировании объектов морской техники. На примере двух моделей винта, изготовленных из разных материалов, экспериментально продемонстрировано влияние добротности на уровни и вид спектра излучения.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
А. В. Стуленков
Институт прикладной физики Российской академии наук
Автор, ответственный за переписку.
Email: stulenkov@ipfran.ru
Россия, Нижний Новгород
В. В. Артельный
Институт прикладной физики Российской академии наук
Email: stulenkov@ipfran.ru
Россия, Нижний Новгород
П. И. Коротин
Институт прикладной физики Российской академии наук
Email: stulenkov@ipfran.ru
Россия, Нижний Новгород
А. С. Суворов
Институт прикладной физики Российской академии наук
Email: stulenkov@ipfran.ru
Россия, Нижний Новгород
И. Е. Горбунцов
АО “Санкт-Петербургское морское бюро машиностроения “Малахит””
Email: stulenkov@ipfran.ru
Россия, Санкт-Петербург
М. С. Норкин
Институт прикладной физики Российской академии наук
Email: stulenkov@ipfran.ru
Россия, Нижний Новгород
С. Г. Зайцева
Институт прикладной физики Российской академии наук
Email: stulenkov@ipfran.ru
Россия, Нижний Новгород
Список литературы
- Рождественский В.В. Кавитация. Л.: Судостроение, 1977. 248 с.
- Tewari A.K., Vijayakumar R. A review of methods for hydro-acoustic analysis of non-cavitating marine propellers // Trans RINA, Int. J. Maritime Eng. 2019. V. 161. Part A3.
- Chevalier F., Bordier L., Leblond C., Sainclair F., Sanchez J.-M., Serre G. Numerical prediction of the noise radiated from silent non cavitating marine propellers // OCEANS2019 Marseille. P. 1–4.
- Purwana A., Ariana I.M., Wardhana W., Handani D. Performance and Noise Prediction of Marine Propeller Using Numerical Simulation // IPTEK J. Proc. Series. 2018. № 4(1). P. 20.
- Wang Y., Göttsche U., Abdel-Maksoud M. Sound Field Properties of Non-Cavitating Marine Propellers // J. Marine Science and Engineering. 2020. № 8(11). P. 885.
- Tanttari J., Hynninen A. Acoustic Source Characterization of Marine Propulsors // J. Marine Science and Engineering. 2022. № 10. P. 1273.
- Ильин В.П., Левковский Ю.Л. Исследование влияния вибраций крыла на его кромочный шум // Акуст. журн. 1993. Т. 39. № 3. С. 489–497.
- Haimov H., et al. Propeller acoustic measurements in atmospheric towing tank // Ocean Eng. 2015. № 120. P. 190–201.
- Zhu C., Gaggero T., Makris N.C., Ratilal P. Underwater Sound Characteristics of a Ship with Controllable Pitch Propeller // J. Marine Science and Engineering. 2022. № 10. P. 328.
- Рутенко А.Н., Ущиповский В.Г. Оценки акустических шумов, генерируемых вспомогательными судами, работающими с нефтедобывающими платформами // Акуст. журн. 2015. Т. 61. № 5. С. 605–613.
- Staszewski W.J., bin Jenal R., Klepka A., Szwedo M., Uhl T. A Review of Laser Doppler Vibrometry for Structural Health Monitoring Applications // Key Eng. Materials. 2012. V. 518. P. 1–15.
- Rothberg S.J., et al. An international review of laser Doppler vibrometry: Making light work of vibration measurement // Optics and Lasers in Eng. 2017. V. 99. P. 11–22.
- Артельный В.В., Родионов А.А., Стуленков А.В. Повышение частотного разрешения при измерении вибраций вращающихся тел с помощью лазерной виброметрии с неподвижным лучом // Акуст. журн. 2023. Т. 69. № 3. С. 351–356.
- Стуленков А.В., Коротин П.И., Суворов А.С. Новые применения лазерной виброметрии // Изв. РАН. Сер. физ. 2020. Т. 84. № 6. С. 824–828.
- Фахи Ф.Д. Некоторые приложения принципа взаимности в экспериментальной виброакустике // Акуст. журн. 2003. Т. 49. № 2. С. 262–277.
- Suvorov A.S., Sokov E.M., Vyushkina I.A. Regular algorithm for the automatic refinement of the spectral characteristics of acoustic finite element models // Acoustical Physics. 2016. V. 62. № 5. P. 593–599.
- Suvorov A.S., Sevriukov O.F., Zaitseva S.G., et al. High-performance CATEC software for computational acoustics // J. Applied Mathematics and Physics. V. 11. P. 2515–2522.
- Суворов А.С., Соков Е.М., Вировлянский А.Л., Еремеев В.О., Балакирева Н.В. Метод конечно-элементного моделирования гидродинамического шума, возникающего при обтекании упругих тел // Акуст. журн. 2023. Т. 69. № 6. С. 713–721.
- Salin M.B., Sokov E.M., Suvorov A.S. Method of mode analysis for mechanoacoustic systems. // Mechanics of Solids. 2020. V. 55. № 8. P. 1318–1327.
- Суворов А.С., Коротин П.И., Артельный В.В., Артельный П.В., Соков Е.М., Салин М.Б., Вьюшкина И.А. Методология расчетно-экспериментального моделирования виброакустических характеристик сложных механоакустических систем // Изв. РАН. Сер. физ. 2016. Т. 80. № 10. С. 1384–1388.
- Суворов А.С., Соков Е.М., Артельный П.В. Численное моделирование излучения звука с использованием акустических контактных элементов // Акуст. журн. 2014. Т. 60. № 6. С. 663–672.
- Cалин М.Б., Соков Е.М., Суворов А.С. Численный метод исследования акустических характеристик сложных упругих систем на основе суперэлементов и аналитических граничных условий // Гидроакустика. 2011. № 14. С. 36–56.
- Salin M.B., Smirnov S.A., Suvorov A.S., Usacheva I.A., Vyushkina I.A. Integral absorbing boundary conditions optimized for modelling of acoustic radiation of elongated bodies // J. Applied Mathematics. 2022. Article ID9524376.
- Зверев А.Я. Сравнительный анализ акустических характеристик композитной и металлической панелей при звуковом и псевдозвуковом возбуждении // Акуст. журн. 2023. Т. 69. № 2. С. 249–260.
- Ghassemi H., Fadavie M., Nematy D. Hydro-Structure Analysis of Composite Marine Propeller under Pressure Hydrodynamic Loading // Amer. J. Mechanical Engineering. 2015. V. 3. № 2. P. 41–46.
- Shayanpoor A.A., Hajivand A., Moore M. Hydroelastic Analysis of Composite Marine Propeller Basis Fluid-Structure Interaction (FSI) // IJMT. 2020. № 13. P. 51–59.
- Kishore M.L.P., Singh V.K., Behra R.K., Saran C.S., Paswan M., Kumar K. Hydrodynamic characteristics of marine composite propeller blade using a numerical approach // IJAAS2021. V. 10. № 1. P. 20–27.
- Kim J.-H., Lee H., Kim S.-H., Choi H.-Y., Hah Z.-H., Seol H.-S. Performance Prediction of Composite Marine Propeller in Non-Cavitating and Cavitating Flow // Appl. Sci. 2022. № 12. P. 5170.
- Paik B.-G., Kim G.-D., Kim K.-Y., Seol H.-S., Hyun B.-S., Lee S.-G., Jung Y.-R. Investigation on the performance characteristics of the flexible propellers // Ocean Eng. 2013. № 73. P. 139–148.
Дополнительные файлы
