1. 研究目的与意义（文献综述）

现代舰船的内部分布着错综复杂的管路系统，这些管路系统在船上用以完成特定的任务而输送和排出气体或液体，分为动力管路和船舶系统：动力管路一般包括燃油管路、冷却管路、压缩空气管路、排气管路以及滑油管路；船舶系统一般包括通风管路系统、制冷与空调系统、舱底水系统、消防系统、货油系统、供水系统以及压载水系统。然而，船上的这些管路系统在输送和排出气体或液体的过程中，产生的振动及噪声会影响身处船上的人员正常的工作和生活，尤其是船上的生活舱以及有船员活动的工作舱的通风管路系统以及制冷与空调系统产生的中低频噪声，对身处其中的人们会产生慢性的、长期的危害乜。中低频噪声对人的感觉造成一定的压迫感，对睡眠及心理的影响很大。因此，研究和分析船上管路气动噪声的相关规律就显得意义重大

研究表明，管路噪声包括管内气体的气动噪声以及管壁振动向外辐射的噪声,可归结为气动声学问题。气动噪声分析的研究方法主要为计算气动声学方法。lighthill根据计算气动声学得到了自由射流条件下的lighthill 声拟理论，curle用基尔霍夫方法将lighthill理论推广到考虑静止固体边界的影响，得到了curle 理论; ffowcs 等扩展到了考虑运动固体壁面对声音的影响，得到fw-h 理论。虽然后来的科学家在lighthill方程的基础上进一步发展了气动声学方程，但是基于方程本身的复杂性，对于一般的工程问题，几乎不可能找到方程的解。近年来，随着计算机技术的高速发展以及计算流体力学和声学计算方法的成熟，人们开始逐渐尝试用数值方法求解气动声学方程，以解决工程中日益突出的气动噪声问题。

目前，气动噪声的数值方法有以下三种：计算气动声学方法、莱特希尔声类比方法以及混合计算方法。其中，计算气动声学方法对整个计算域进行模拟，通过严格的瞬态计算可以得到整个区域的压力分布因此，计算气动声学方法的计算量极大，所以目前很多实际的工程问题仍然不能用这种方法。莱特希尔声类比方法通过cfd 软件得到的计算流场利用声拟理论可将流场数据转化为声源，从而计算声场辐射。其最大的优点是将声音的产生和声音的传播分别计算，与计算气动声学方法相比，计算量和计算格式要求较低，但声类比方法一般只用于计算远场噪声辐射，对于近场噪声的计算误差较大。混合计算方法主要是利用cfd软件和声学软件对工程中的气动噪声进行联合仿真计算，其本质还是莱特希尔声类比方法。由于引入了专业的声学计算软件，因此能够对工程中气动噪声做出更全面的预测。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

1) 空调通风管路气动噪声计算的数值建模研究，首先根据图纸建立管路几何模型，然后使用icem或gamibit对物理模型进行网格划分，并合理定义网格模型边界条件。掌握网格划分、质量检查以及改善网格质量的方法；

2) 基于cfd计算方法开展数值仿真研究，确定合理湍流数值模型、流体物理性质以及边界条件。采用大涡模拟方法（les）和有限体积法来计算管路内部流场特性以及管壁压力特性，掌握数值计算方法；

3. 研究计划与安排

1) 第1-3周 查阅相关资料，了解船舶空调管路气动噪声数值计算方法，完成外文翻译，完成开题报告；

2) 第4-5周 根据老师提供的设计图纸，完成几何建模及网格划分，并确保网格质量满足计算要求；

3) 第6-8周 采用大涡模拟方法（les）计算管路内部流场及管壁压力分布特性，并对结果进行总结分析；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 许冬. 船舶管路气动噪声数值模拟及优化设计[d]. 大连理工大学, 2015.

[2] 余思骞, 郭幼丹, 郭雷,等. 基于 cfd 的船舶排气管系流场分析[j]. 船海工程, 2015(2):67-70.

[3] 徐俊伟, 吴亚锋, 陈耿. 气动噪声数值计算方法的比较与应用[j]. 噪声与振动控制, 2012, 32(4):6-10.