بررسی عددی جهت مندی نویز تونال پروانه دریایی (INSEAN E۷۷۹A) با بهره گیری از آرایه های هیدروفونی با چگالی بالا

آلودگی صوتی زیر آب ناشی از پروانه ی کشتی ها یک نگرانی زیست محیطی مهم است که پیش بینی دقیق آن در مرحله طراحی برای کاهش اثرات منفی ضروری است. در این مطالعه، عملکرد هیدروآکوستیکی پروانه دریایی چهارپره INSEAN E۷۷۹A در شرایط عدم حضور کاویتاسیون با استفاده از یک مدل ترکیبی دینامیک سیالات محاسباتی بررسی شده است. این رویکرد، معادلات ناویراستوکس گذرای میانگین گیری شده رینولدز (URANS) را با آنالوژی آکوستیکی فاکس ویلیامز–هاوکینگز (FW-H)، ترکیب می کند تا پس از شبیه سازی جریان آشفته، انتشار نویز میدان دور را پیش بینی کند. پروانه با سرعت دورانی ثابت ۷۲۰n = دور بر دقیقه و سرعت پیشروی ۱.۳V = متر بر ثانیه کار می کند که منجر به ضریب پیش روی ۰.۴۹J = می شود. برای نقشه برداری دقیق از سطح فشار صوتی (SPL)، یک آرایه هیدروفونی شامل ۱۴۴ گیرنده در حوزه محاسباتی جانمایی شدند. نتایج نشان داد که هیدروفون های میدان نزدیک به دلیل آشفتگی شدید، سطح فشار صوتی بالاتری را ثبت می کنند، در حالی که این مقادیر در میدان دور به دلیل افزایش فاصله و تضعیف آشفتگی کاهش می یابند. تحلیل طیفی بر اساس ۱۲ زاویه متفاوت نشان داد که اختلافات در هارمونیک دوم فرکانس عبور تیغه (۲=k) نسبتا اندک است. با این حال، در هارمونیک های سوم و چهارم، واگرایی زاویه ای افزایش می یابد و برخی زوایا مقادیر بالاتر یا پایین تر از مقدار میانگین با مقدار حداکثر ۶ دسی بل را نشان می دهند. این تحقیق با فراهم آوردن داده های غنی درباره توزیع مکانی انتشار آکوستیکی، پایه ای محکم برای اعتبارسنجی مدل های نویز و توسعه فناوری هایی جهت بهینه سازی پیشرانه های دریایی و کاهش آلودگی صوتی زیر آب ایجاد می کند.

کلیدواژه ها:

پروانه دریایی (INSEAN E۷۷۹A) ، هیدروآکوستیک ، آنالوژی فاکس ویلیامز& ndash ، هاوکینگز (FW-H) ، آرایه های هیدروفونی با چگالی بالا