[发明专利]一种船舶桨舵系统的低噪声螺旋桨及其附体的设计方法

摘要

本发明提供了一种船舶桨舵系统的低噪声螺旋桨及其附体的设计方法，将航空计算桨叶噪声的计算方法运用于桨舵系统。基于面元法理论，这里对桨舵的无空泡噪声进行了研究，以基于速度势的非定常面元法计算桨舵系统的非定常水动力性能，并将桨叶表面及舵上时域上的压力分布作为无空泡噪声计算的输入量，采用声学FW‑H方程的时域表达式获得声压的时间历程，再通过离散傅里叶变换得出噪声频谱图。

主权项

1.一种船舶桨舵系统的低噪声螺旋桨及其附体的设计方法，其特征在于，该方法为，建立有一包含物体的运动控制面f(xi,t)＝0，设▽f＝ni，(ni为控制面上的单位外法向矢量vn＝vi·ni，vi为控制面运动速度)，Fowcs Williams和Hawkings运用广义函数理论推导出静止流体中作任意运动的控制面的发声方程，即著名的FW-H方程，则FW-H方程可写成如下形式：若取控制面f(xi,t)＝0为物面(例如桨叶叶面)，由无穿透条件un＝vn，可得FW-H方程最常用的一种形式由上式通过格林方程和坐标变换得到声压直接求解公式：下标ret表示被积函数在延迟时刻下进行积分的，通过消除数值微分来提高数值计算的速度和精度，因为并且τ是r的函数，得到：这种关系使得对时间的微分可以在被积函数中进行，然后通过以下关系式最终结果如下：