螺旋桨脉动压力作用下自航船舶艉部振动数值研究

作     者：秦广菲 姚慧岚 张怀新 QIN Guangfei;YAO Huilan;ZHANG Huaixin

作者机构：上海交通大学海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 中国海洋大学工程学院山东青岛266100 

出 版 物：《上海交通大学学报》 (Journal of Shanghai Jiaotong University)

年 卷 期：2022年第56卷第9期

页      面：1148-1158页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0707[理学-海洋科学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 0701[理学-数学] 

基　　金：国家自然科学基金(52171316,51479116) 山东省自然科学基金(ZR2020QE293) 山东省博士后创新项目(202002018)。 

主　　题：螺旋桨脉动压力 艉部振动 数值方法 船舶自航 减振 

摘      要：为研究静水中航行的船舶在螺旋桨脉动压力作用下的艉部振动特性,基于雷诺平均(RANS)方法,结合剪切应力输运(SST)k-ω湍流模型进行船桨自航数值模拟.将得到的船体表面脉动压力作为外激励,并通过结构有限元模型耦合流场边界元模型进行声固耦合计算,建立了螺旋桨表面力激励自航船舶艉部振动数值预报方法.通过分析螺旋桨表面力在时域与频域内的变化规律,发现叶频分量的幅值远大于其他频率分量的幅值.对于右旋桨,螺旋桨上方的右舷侧压力幅值高于左舷侧压力幅值.通过研究螺旋桨表面力、结构固有特性与振动响应结果之间的对应关系,发现船艉结构耦合模态固有频率应当远离螺旋桨激励力频率,以降低振动响应.通过探究相同激励作用下船艉结构变化对振动响应的影响,发现增加板厚或者安装加强筋可以改变结构固有特性,从而避开共振,达到减振效果.