A partitioned solution approach for the simulation of dynamic behaviour and acoustic signature of flexible cavitating marine propellers
A partitioned solution approach for the simulation of dynamic behaviour and acoustic signature of flexible cavitating marine propellers
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柔性空化船用螺旋桨动态行为和声学特征仿真的分区求解方法
DOI：
10.1016/j.oceaneng.2019.106854
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发表时间：
2020
影响因子：
5
通讯作者：
A. Düster
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
T. Lampe;L. Radtke;M. Abdel-Maksoud;A. Düster
即将到来的立法发展和现代螺旋桨设计需要能够评估螺旋桨的水动力和结构动力行为的复杂相互作用以及由此产生的对声学特征的影响的数值方法。在这项工作中，问题是利用一个分区的、强耦合的解决方法来解决的，因此可以为每个领域使用专门的求解器。在流体侧采用边界元法，在结构侧采用有限元法。每个子问题之间的信息传递由单独的耦合工具处理。声学评价采用基于Ffowcs williams - hawkins方程的方法进行。本文的重点是建立该方法模拟各场相互作用的能力及其物理一致性。结果表明，在得到的声谱中可以捕捉到叶片的外部激励。
Upcoming legislative developments and modern propeller designs call for numerical methods which are able to assess the complex interaction of the propeller's hydrodynamic and structural dynamic behaviour as well as the resulting influence on the acoustic signature. In this work, the problem is engaged making use of a partitioned, strongly coupled solution approach, thus enabling the usage of specialized solvers for each domain. On the fluid side, a boundary-element-method is applied while on the structural side a finite element method is employed. Information transfer between each subproblem is handled by a separate coupling tool. The acoustic evaluation is performed by means of a Ffowcs Williams-Hawkings equation based technique. In the present paper, the main focus is to establish the method's capability to simulate the interaction of all fields and its' physical consistency. The results show that an external excitation of the blade can be captured in the resulting acoustic spectrum.
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