仿生轮缘推进器水动力及流体噪声性能分析
CSTR:
作者:
作者单位:

1.武汉理工大学 交通与物流工程学院,湖北 武汉 430063 ;2.武汉理工大学 水路交通控制全国重点实验室,湖北 武汉 430063 ;3.武汉理工大学 国家水运安全工程技术研究中心可靠性与新能源研究所,湖北 武汉 430063 ;4.招商局邮轮制造有限公司,江苏 南通 226199

作者简介:

乔法(1999-),男,硕士生,主要从事轮缘推进器水动力和噪声分析研究。

通讯作者:

中图分类号:

U611.31

基金项目:

湖北省自然科学基金面上类项目青年 B 类“座头鲸仿生结构对轮缘推进器水动力特性影响及其流场控制机理”( JCZRQN202500002);水路交通控制全国重点实验室开放基金“基于仿生原理的高效低噪船舶轮缘推进器设计方法研究”(104972024KFYd0015)


Analysis of Hydrodynamic and Fluid Noise Performance of Biomimetic Rim Thrusters
Author:
Affiliation:

1.School of Transportation and Logistics Engineering,Wuhan University of Technology,Wuhan 430063 ,China ;2.National Key Laboratory of Waterway Traffic Control,Wuhan University of Technology,Wuhan 430063 ,China ;3.Institute of Reliability and New Energy,National Water Transport Safety Engineering Technology ResearchCenter,Wuhan University of Technology,Wuhan 430063 ,China ;4.China Merchants Cruise Manufacturing Co.,Ltd.,Nantong 226199 ,China

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    摘要:

    座头鲸在捕获猎物时展现出与其庞大体型不匹配的敏捷性,这归功于其胸鳍上的结节式突起。 为提高推进系统的性能并降低其引起的水下辐射噪声,利用仿生学原理将座头鲸鳍状肢应用于轮缘推进器的设计优化,并利用 STAR-CCM+软件开展仿生轮缘推进器水动力性能和流体噪声性能分析。结果表明:1)仿生结节能够提升轮缘推进器的效率,且进速越高效率提升幅度越大,在最高效率点可以提升 3.16%;2)仿生轮缘推进器可以降低近场和远场噪声,近场噪声在 1 150 Hz 处最高可以降低 20 dB,远场低频噪声平均降低 8 dB,在 1 150 Hz 处最高也可以降低 20 dB。

    Abstract:

    Humpback whales exhibit agility that does not match their large size when capturing preys,which is due to the nodular protrusions on their pectoral fins. To improve the performance of the propulsion system and to reduce the underwater radiation noise caused by it,the fin like limbs of the humpback whale are applied to the design optimization of the wheel rim thruster using biomimetic principles,and the hydrodynamic and fluid noise performance of the biomimetic wheel rim thruster is analyzed using STAR-CCM+software. The results show that biomimetic nodules can improve the efficiency of wheel rim thrusters,and the higher the speed,the greater the increase in efficiency,with an increase of 3.16% at the highest efficiency point. In addition,biomimetic wheel rim thrusters can reduce near-field and far-field noise,with a maximum reduction of 20 dB for both near-field and far-field noise at 1 150 Hz,and an average reduction of 8 dB for far-field low-frequency noise.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

乔法,张琢,刘报,等. 仿生轮缘推进器水动力及流体噪声性能分析[J]. 数字海洋与水下攻防,2025,8(2): 126-134.

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  • 收稿日期:2025-03-10
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  • 在线发布日期: 2025-06-12
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