用于抑制水下空腔流激振荡线谱噪声的装置制造方法及图纸

技术编号:14522147 阅读:158 留言:0更新日期:2017-02-02 00:45
本实用新型专利技术属于振动噪声控制技术领域,特别涉及水下噪声控制装置。一种用于抑制水下空腔流激振荡线谱噪声的装置,其技术方案是:螺线管通电时,驱动薄膜在电磁力的作用下,在液缸内作周期性运动,将输入的电能转换为薄膜运动的动能:当驱动薄膜膨胀时,液缸内压力降低,外界流体经狭缝被吸入腔内;当驱动薄膜收缩时,液压缸内压力增大,液压缸内流体被排出腔体。从而在顶盖狭缝处产生非定常的射流。通过脉冲射流产生的漩涡与剪切层的相互作用,射流与开孔来流剪切层发生强烈作用,破坏了剪切层的自持振荡,即可实现对流激线谱噪声的抑制。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于振动噪声控制
,特别涉及水下噪声控制装置。
技术介绍
水下航行体表面存在开孔,其在水下航行时由于湍流剪切层的激励,很可能会出现空腔的流激自持振荡线谱噪声,严重影响其隐蔽性。空腔流激振荡线谱噪声的控制,虽然可以采取改变腔体尺寸、增加格栅等一些被动措施,但控制效果一般并不显著。究其原因,是由于无论哪种方式,开孔处的流体激励源仍然存在。开孔处腔体的流体自持振荡是开孔流动发声的根源。空腔自持振荡可以分为三种类型:流体动力振荡、流体-声共振振荡、流体-弹性振荡。空腔的自持振荡包含了剪切层不稳定性,湍流与结构及噪声之间的相互作用等流固耦合、流声耦合复杂现象。但是,无论是那种空腔自持振荡,其激励源都是沿着腔口的不稳定剪切流。因此,为了控制空腔流激振荡线谱噪声,关键在于实现对腔口剪切流动的控制。基于湍流宏观系统存在着对小扰动的敏感性这个理论背景,采用微小型激励器产生小扰动与主流流动相耦合,从而显著改变主流的流动状态,可以实现对宏观流动的主动控制。空腔前缘是形成剪切流动的源,该部位对接受流体微小扰动非常敏感。基于此,在空腔前缘引入微小的速度扰动,可以对剪切层流动进行控制,进而破坏空腔剪切流的自持振荡,降低流激振荡线谱噪声。近年来,在航空航天领域,针对空气介质,已有用微小流动控制装置抑制腔体流激振荡噪声的研究,但目前并未见到应用于水下空腔流激振荡噪声控制的报道。
技术实现思路
本技术的目的是:提供一种能够工作在水下,结构简单、易于实现、可靠性高、安装方便、环境适应性强的射流装置,实现对水下航行体表面开孔流激空腔线谱噪声的控制。本技术的技术方案是:一种用于抑制水下空腔流激振荡线谱噪声的装置,它包括:螺线管,驱动薄膜,液压缸,顶盖,底盖,基座;螺线管为包裹在磁芯表面集成封装的多重卷绕导线圈,其伸出三个触角插入基座下端面预留的三个小孔中;驱动薄膜采用电致伸缩材料,驱动薄膜位于基座内底面且与螺线管三个触角位置相对应;液压缸两端均开口,其位于基座内腔,液压缸下端开口与驱动薄膜的边缘处连接,上端开口与顶盖相连;当螺线管通电时,三个触角产生电磁力引起驱动薄膜沿液压缸轴线作周期性活塞运动;顶盖表面开有长方形切口,当驱动薄膜作周期性活塞运动时,流体通过狭缝被吸入或排出,形成脉冲射流;底盖固定于基座的下端面,扣住并固定螺线管;基座采用树脂材料,用于集成封装驱动薄膜和液压缸。本技术根据空腔流激振荡线谱噪声的产生机理,安装在航行体表面开孔前缘孔口处,并尽量保证顶盖狭缝(长方形切口)处射流方向与剪切层流动方向垂直,狭缝长度与航行体空腔横向宽度尺寸接近。空腔流激振动线谱噪声的控制效果,主要由脉冲射流的频率和速度两个参数决定。射流频率为驱动薄膜在液压缸内作谐振运动的频率,根据航行体空腔流激振动噪声线谱的频率,调节驱动薄膜作谐振运动的频率,可以改变顶盖狭缝处射流的频率。射流速度由驱动薄膜在液压缸内作谐振运动位移、液压缸腔体尺寸,以及顶盖狭缝尺寸共同决定,通过改变顶盖狭缝宽度可以改变射流速度。为了达到对空腔流激振荡线谱噪声较好的控制效果,一般应使顶盖狭缝处脉冲射流的频率与腔体线谱噪声频率接近,射流速度约为剪切层来流速度1%。此时,通过脉冲射流产生的漩涡与剪切层的相互作用,射流与开孔来流剪切层发生强烈作用,破坏了剪切层的自持振荡,即可实现对流激线谱噪声的抑制。有益效果:本技术尺寸小、结构形式简单,运动件少,可靠性高,造价低廉。在航行体表面安装时,可直接焊接在开孔附近,安装方式简单可靠,拆装方便;同时,结构外形尺寸与开孔一体化设计,保证不破坏开孔附近的线型。附图说明图1为本技术结构示意图;图2为图1的俯视图;图3为本技术工作原理图。具体实施方式参见附图,一种用于抑制水下空腔流激振荡线谱噪声的装置,包括:螺线管1、驱动薄膜2、液压缸3、顶盖4、底盖5、基座6。螺线管1为包裹在磁芯表面集成封装的多重卷绕导线圈,其伸出三个触角插入基座6下端面预留的三个小孔中;当螺线管1通电时,三个触角产生电磁力引起驱动薄膜2沿液压缸3的轴向作周期性活塞运动;驱动薄膜2选用常见的电致伸缩材料,厚度由所需的射流速度大小决定。液压缸3位于基座6内腔,液压缸3下端面与驱动薄膜2的边缘处连接,上端与顶盖4相连,三者在连接部位密封良好;顶盖4表面开有狭缝,当驱动薄膜2作周期性活塞运动时,流体通过狭缝被吸入或排出,形成脉冲射流;底盖5从下方扣住并固定螺线管1,固定于基座6的下端面;基座6采用树脂材料,用于和顶盖4一起集成封装驱动薄膜2和液压缸3。螺线管1通电时,驱动薄膜2在电磁力的作用下,在液压缸3内作周期性运动,将输入的电能转换为薄膜运动的动能:当驱动薄膜2向外膨胀时,液压缸内压力降低,外界流体经狭缝被吸入腔内;当驱动薄膜2向内收缩时,液压缸内压力增大,液压缸内流体被排出腔体。从而在顶盖4狭缝处产生非定常的射流,如图3所示。本技术具体组装步骤如下:a将螺线管1三触角插入到基座6预留的孔洞中;b将底盖5盖在螺线管1底部,通过螺钉与基座6连接紧固;c将驱动薄膜2放置于基座6内部,套入圆柱形液压缸3;d盖上顶盖4,通过螺钉与基座6连接紧固;e将安装完毕后的空腔流振动噪声抑制装置焊接在航行体表面开孔前缘处。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于抑制水下空腔流激振荡线谱噪声的装置,其特征是:它包括:螺线管(1),驱动薄膜(2),液压缸(3),顶盖(4),底盖(5),基座(6);所述螺线管(1)为包裹在磁芯表面集成封装的多重卷绕导线圈,其伸出三个触角插入所述基座(6)下端面预留的三个小孔中;所述驱动薄膜(2)采用电致伸缩材料,驱动薄膜(2)位于基座(6)内底面且与所述螺线管(1)三个触角位置相对应;所述液压缸(3)两端均开口,其位于所述基座(6)内腔,所述液压缸(3)下端开口与所述驱动薄膜(2)的边缘处连接,上端开口与所述顶盖(4)相连;当所述螺线管(1)通电时,所述三个触角产生电磁力引起所述驱动薄膜(2)沿所述液压缸(3)轴线作周期性活塞运动;所述顶盖(4)表面开有长方形切口,当所述驱动薄膜(2)作周期性活塞运动时,流体通过所述狭缝被吸入或排出,形成脉冲射流;所述底盖(5)固定于所述基座(6)的下端面,扣住并固定所述螺线管(1);所述基座(6)采用树脂材料,用于集成封装所述驱动薄膜(2)和所述液压缸(3)。

【技术特征摘要】
1.一种用于抑制水下空腔流激振荡线谱噪声的装置,其特征是:它包括:螺线管(1),驱动薄膜(2),液压缸(3),顶盖(4),底盖(5),基座(6);所述螺线管(1)为包裹在磁芯表面集成封装的多重卷绕导线圈,其伸出三个触角插入所述基座(6)下端面预留的三个小孔中;所述驱动薄膜(2)采用电致伸缩材料,驱动薄膜(2)位于基座(6)内底面且与所述螺线管(1)三个触角位置相对应;所述液压缸(3)两端均开口,其位于所述基座(6)内腔,所述液压缸(3)下端开口与所述驱动薄膜(2)的边缘处连接,上端开口与所述顶盖(4)相连;当所述螺线管(1)通电时,所述三个触角产生电磁力引起所述驱动薄膜(2)沿所述液压缸(3)轴线作周期性活塞运动;所述顶盖(4)表面开有长方形...

【专利技术属性】
技术研发人员:汪利李红钢华如南徐俊郑国垠黎雪刚曹为午
申请(专利权)人:中国船舶重工集团公司第七一九研究所
类型:新型
国别省市:湖北;42

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