江苏大学司乔瑞教授：浅析高效、低噪声的水动力推进器设计仿真

基于涡声耦合分析的水下航行体推进器水动力噪声特性研究是一个复杂而重要的领域，它涉及到水下航行器的隐蔽性、推进效率以及整体性能。水下航行体，如潜艇和水下滑翔机等，在执行任务时，其隐蔽性至关重要。水动力噪声作为航行器噪声的主要来源之一，对隐蔽性具有显著影响。推进器作为航行器的关键部件，其产生的水动力噪声尤为突出。因此，基于涡声耦合分析对推进器水动力噪声特性进行研究，对于提高水下航行体的隐蔽性和推进效率具有重要意义。

8月29日20时，仿真秀主办的仿真产学研用第14期讲座，将邀请江苏大学司乔瑞研究员做《基于涡声耦合分析的水下航行体推进器水动力噪声特性研究》线上公开课。届时在仿真秀官网和APP直播，支持报名后反复会看看。诚邀专家学者、老师同学和工程师朋友报名参与。详情见后文：

一、推进器水动力噪声仿真公开课

推进器水动力噪声是水下航行体的主要噪声源之一，一方面产生噪声污染并威胁水下活动的隐蔽性，另一方面产生的自噪声影响信号传输和正常作业，但长期以来由于流体流动的复杂性，其涡声转化机制尚不明确，严重阻碍了降噪技术的发展。推进器设计方面以往多从水动力设计出发，通过优化叶片参数来满足推进性能、提高空化以实现高临界航速下的低噪声设计，距离全航速范围内无明显低频线谱噪声的声纹抑制设计还有较大差距，尤其在非空化水动力噪声控制方面还缺乏有效的预测方法。

《基于涡声耦合分析的水下航行体推进器水动力噪声特性研究》报告首先从水下航行体推进器设计需求出发，阐述了从原始推进、螺旋桨、泵喷到新型推进器各发展阶段的典型成果。然后基于流体动力学噪声数值模拟方法发展历程，分析了推进器水动力噪声数值计算各方法的优劣，认为基于连续性方程和动量方程推导的涡声方程，从本质上研究了涡旋运动与声波辐射之间的联系，发展基于涡声理论的水下航行体推进器水动力噪声预测和分析方法有利于揭示推进器流场与声场的耦合机制。

接着，本报告系统讲解了基于Ansys Fluent软件二次开发的三维流场-声场耦合数值计算模型方法，并开展了基于涡声耦合分析的圆柱翼型模型气动噪声特性分析、基于涡声耦合分析的导管推进器水动力噪声特性分析（考虑旋转）、基于涡声耦合分析的泵喷推进器水动力噪声特性分析（考虑动静干涉），最后还给出了一种锯齿形叶片尾缘结构及其降噪分析。

报告内容涵盖了流体机械声学设计师的必备技能，适合理工科院校动力系学生和老师研究参考，可以加深水下机器人设计工程师、流体噪声分析初学者、船舶推进领域从业者等对本领域的认识。

二、主讲嘉宾介绍

司乔瑞 江苏大学教授 

研究员，博士生导师 仿真秀特邀专家，现任江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心泵系统研发部副部长，兼任中国声学学会计算流体声学分会委员、中国水利学会第七届青工委委员、江苏省水力发电工程学会理事、南水北调与水利科技（中英文）期刊编委、排灌机械工程学报青年编委。他是江苏省优秀博士论文、2023年亚洲流体机械青年工程师奖获得者，入选中国科协第三届“青年人才托举工程”、江苏省“双创计划”科技副总项目，提名2021年江苏青年科技创新“U35攀峰奖”，是江苏大学“青年骨干教师培养工程”青年学术带头人培育人选，获评第七届“江苏大学十佳青年教职工”。

多年来，围绕国家节能和应急装备重大需求，针对特种流体机械设计理论和旋转机械流动控制、节能降噪等关键技术进行了一系列科技创新。目前已获省部级/行业科技进步奖10余项，获授权发明专利30余项（第一发明人21项），出版专著4部，第一或通讯发表SCI/EI论文50余篇。主持和参与完成国家自然科学基金、中国博士后基金特别资助项目、国家杰出青年科学基金等国家及省部级科研项目20余项，正在主持国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划子课题，江苏省碳达峰碳中和科技创新基金等。目前主要研究方向为旋转机械流动诱导振动噪声、泵水力设计及其运行节能机理研究、新型水利工程装置及应急救援装备开发。是Energy、POF、机械工程学报等30余种期刊审稿人，是国家自然科学基金、国家科学技术学术著作出版基金项目评审人。积极参加国际合作，是中法联合培养博士、新加坡国立大学高级访问学者，曾作为授课专家赴非洲第二届江苏大学赞比亚农业机械化培训班，目前与新加坡国立大学、法国里尔流体力学实验室合作开展多相流方面的研究。

相关论文2：《Prediction of hydrodynamic noise in ducted propeller using flow field-acoustic field coupled simulation technique based on novel vortexsound theory》

三、如何报名和观看

本期讲座的重点介绍如何快速入门流体动力学噪声仿真技能、涡声理论的应用、如何进行高效低噪声推进器设计，如何从流场中发现声学问题所在等，非常适合理工科院校动力系学生和老师、水下机器人设计工程师、流体噪声分析初学者、船舶推进领域从业者和仿真工程师，初入职场经验较少者。以下是直播安排：

2024仿真产学研用（十四）：基于涡声耦合分析的水下航行体推进器水动力噪声特性研究-仿真秀直播