水下航行器声通讯安装结构涡流噪声研究

"水下航行器声通讯安装结构涡流噪声分析 (2012年)" 本文是一篇关于自然科学的论文，研究重点在于分析水下航行器（Autonomous Underwater Vehicle, AUV）上的声通讯安装结构如何产生涡流噪声，并探讨这种噪声对声学仪器信号精度的影响。水下航行器在执行任务时，其表面的孔腔和凸体结构是常见的特征，这些结构在流体动力学作用下会产生涡流，进而产生噪声。这些噪声对于搭载在AUV上的声学设备，如声通讯调制解调器，具有显著的影响，可能导致信号质量下降，通信效率降低。 研究采用了Large Eddy Simulation (LES)结合Lighthill等效声源法来模拟和分析孔腔、凸体组合结构的流场和声场。LES是一种先进的计算流体动力学方法，用于捕捉湍流中的大尺度涡结构，而Lighthill等效声源法则是将流体动力学问题转化为声学问题的一种手段，帮助研究人员理解和量化噪声源。 通过对不同几何模型的流动机制和涡流噪声特性的仿真分析，研究发现凸体的高度对涡流噪声有显著影响。具体来说，当凸体的高度与孔腔的深度相等时，所产生的涡流噪声最小。这一发现对于优化AUV的声通讯安装结构设计具有重要意义，可以减少噪声干扰，提高声学设备的性能。 论文结论指出，通过调整孔腔和凸体的尺寸比例，可以有效地控制涡流噪声，为AUV的声学通信系统提供更为理想的运行环境。这为未来的水下航行器设计提供了理论依据和技术指导，有助于提升AUV在深海探测、数据传输等任务中的通信质量和可靠性。 关键词：水下航行器；凸体；孔腔；涡流噪声 中图分类号：TB561 文献标志码：A 文章编号：0493-2137(2012)10-0881-07 该研究对于深入理解水下航行器的流体动力学行为和噪声控制策略具有重要意义，不仅丰富了相关领域的理论知识，也为实际工程应用提供了切实可行的解决方案。