Zeitschrift für angewandten Maschinenbau

Abstrakt

Vorhersage des Schalldrucks im Fernfeld für Schiffspropeller anhand einer Rauschdipolquelle mithilfe der inversen Methode

Bagheri MR, Mehdigholi H, Seif MS und Rajabnia H

Die instationäre Rotationskraft oder Dipolstärkeverteilung, die vom Ventilator oder Propeller auf die Flüssigkeit ausgeübt wird, wird mit der inversen Methode vorhergesagt. Bei dieser Methode werden die Fernfeld-Schalldrücke unter nichtkavitierenden Bedingungen verwendet. In dieser Arbeit werden die Fernfeld-Schalldrücke aus den Gleichungen von Ffowcs Williams und Hawking (FW-H) unter Verwendung der numerischen Strömungsmechanik (CFD) in einer bestimmten Hydrophon-Anordnung ermittelt und dann die instationäre Rotationskraft, die vom Propeller auf die Flüssigkeit ausgeübt wird, als wichtigste Schallquelle unter nichtkavitierenden Bedingungen ermittelt. Die instationären Rotationskräfte werden unter Verwendung der inversen Methode durch einen analytischen Code in Matlab extrahiert. Die richtige Lösung ist die Unabhängigkeit von der optimalen Auswahl des Regularisierungsparameters aus der Übertragungsfunktion; die Übertragungsfunktion stellt die Beziehung zwischen den Kraftkoeffizienten und dem Fernfeld-Schalldruck dar. Daher sollte der geeignete Bereich des Regularisierungsparameters gewählt werden, um ein schlecht konditioniertes Problem aus der Übertragungsfunktion zu lösen. Der analytische Code wird für verschiedene Regularisierungsparameter gelöst und dann werden die instationären Rotationskräfte für drei Abschnitte auf der Blattoberfläche ermittelt. Mit der inversen Methode lässt sich die Dipolstärkeverteilung als wichtigste Schallquelle unter kavitationsfreien Bedingungen berechnen, um einen geräuscharmen Schiffspropeller zu konstruieren.