Noise and Vibration Control ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (1): 7-11.

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Study on the Longitudinal Excitation Force Characteristics of Elastic Propellers

  

  • Received:2021-11-19 Revised:2022-01-13 Online:2023-02-18 Published:2023-02-18

弹性螺旋桨纵向激励力特性研究

武兴伟1,邹冬林2,董新国3,薛林2,塔娜2,饶柱石2   

  1. 1. 中国船舶及海洋工程设计研究院,上海200011;
    2. 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室,上海200240;
    3. 中国船舶及海洋工程设计研究院喷水推进技术重点实验室,上海200011 )

摘要: 螺旋桨纵向激励力是引起舰船艉部振动噪声的重要原因之一,对其研究有利于舰船艉部的振动噪声控制。通过面元法耦合有限元法建立螺旋桨双向流固耦合动力学模型,计算P438X系列螺旋桨在不均匀流场下的纵向激励力,研究桨叶弹性、侧斜角等因素对纵向激励力的影响。结果表明:当激励频率小于螺旋桨一阶固有频率一半时,桨叶弹性效应对纵向激励力影响很小,可对其按刚性螺旋桨处理;当激励频率接近螺旋桨一阶固有频率时,桨叶弹性对纵向激励力有显著放大效应;刚性螺旋桨侧斜角越大,纵向激励力越小,然而考虑桨叶弹性后,过大的侧斜角将降低桨叶各阶固有频率,从而恶化纵向激励力。因此需要结合激励频率、桨叶固有频率设计合适的侧斜角。

关键词: 振动与波, 螺旋桨, 弹性桨叶, 双向流固耦合, 面元法, 边界元法