Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Hull induced noise. Part 1: Hydrodynamic noise produced by the turbulent flow around a rigid hull.

Hull induced noise. Part 1: Hydrodynamic noise produced by the turbulent flow around a rigid hull. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen Ladda ned som PDF
Författare: Fureby Christer, Almström Henrik
Ort: Stockholm
Sidor: 23
Utgivningsår: 2001
Publiceringsdatum: 2001-01-01
Rapportnummer: (FOI-R--0130--SE)
Nyckelord Strömningsinducerat buller, LES, flow induced noise, LES, 220
Sammanfattning Ytfartyg, ubåtar och andra undervattensfarkoster har hydroakustiska signaturer som är röjande för passiv sonar i stationära och rörliga övervakningssystem. Dessa signaturer kan dessutom störa fartygets egen sonar. Källorna till den hydroakustiska signaturen kan delas upp i interna och externa källor. De interna källorna utgörs huvudsakligen av maskineri, medan de externa källorna främst består av hydrodynamiskt buller, dvs. ljudet från det turbulenta gränsskiktet. De inre källorna beror på driftsförhållandena och den taktiska situationen, och avancerad signaturreduktion har använts under lång tid. Beträffande de externa källorna har mycket litet blivit gjort på grund av bristen på kunskap om strömningsmekaniken och simuleringsmetoder. I föreliggande studie syftar del 1 till att ge en bättre förståelse av den grundläggande fysiken hos hydrodynamiskt buller genererat av den turbulenta strömningen kring det stela skrovet. Del 2 behandlar hydrodynamiskt buller som genereras av ett vibrerande skrov förorsakat av den turbulenta strömningen. Här utvecklas en metodik för att prediktera det utstrålade bullret från ett ytfartyg, en ubåt eller andra undervattensfarkoster utifrån en uppdelning av beräkningen i en viskös inkompresibel del, baserad på ´Large Eddy Simulering´, och en separat akustisk beräkning. En sådan tvåstegsmetodik är speciellt attraktiv för nära inkompressibel strömning eftersom en kompressibel simulering av en nära inkompressibel strömning är både för dyr (eftersom de akustiska tidsskalorna måste bli upplösta) och för komplicerad. Slutligen använder vi denna beräkningsmodell vid strömningen kring en rotationsellipsoid i syfte att demonstrera metoden. Kvalitativa och kvantitativa jämförelser med experimentella akustiska data planeras i en framtida studie.
Abstract Surface ships, submarines and other submersibles all have a hydroacoustic signature that is revealing for passive sonar in stationary and mobile surveillance systems, and may also interfere with the ship´s own sonar. The sources of the hydroacoustic signature can be divided into internal and external sources. The internal sources mainly consist of onboard machinery whilst the external sources mainly consist of the hydrodynamic noise, i.e. the sound from the turbulent boundary layer. The internal sources depend on the operating conditions and the tactical situation, and advanced signature reduction has been used for a long time. As regards the external sources not much has been done due to the lack of knowledge about the fluid dynamics and the prediction methods. The present study is divided into two parts where part 1 is a contribution towards a better understanding of the fundamental physics of hydrodynamic noise produced by the turbulent flow around a rigid hull, whereas part 2 focuses on hydrodynamic noise produced by a vibrating hull excited by the turbulent flow. A methodology is here developed to predict the sound radiated by a surface ship, a submarine or other underwater vehicles, based on splitting the computation into a viscous incompressible flow simulation model, using Large Eddy Simulations, and a separate acoustic calculation. Such a two-step approach is particularly attractive for a nearly incompressible flow, since a fully compressible simulation of a virtually incompressible flow is both too expensive (since the acoustic time scales need to be properly resolved) and unnecessarily complicated. Finally, we apply this calculation procedure to the flow around a prolate spheroid in order to demonstrate the method. Qualitative or quantitative comparison with experimental data is planned in a future study.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182