(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111509723.0 (22)申请日 2021.12.10 (71)申请人 海鹰企业 集团有限责任公司 地址 214000 江苏省无锡市新吴区运河西 路3000号 (72)发明人 陈超　季爱林　张正清　卞辰慧　 (74)专利代理 机构 无锡派尔特知识产权代理事 务所(普通 合伙) 32340 代理人 杨强　杨立秋 (51)Int.Cl. B63B 71/10(2020.01) B63B 17/00(2006.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种具有降噪功能的仿生型导流罩设计方 法 (57)摘要 本发明涉及一种具有降噪功能的仿生型导 流罩设计方法， 所述的原型导流罩包括上盖、 中 段、 底舱， 所述的上盖、 中段、 底舱表面均匀布置 球形凸起， 以达到降低行进 过程中导流罩表面流 噪声声压强度的效果， 包括以下步骤： 保持原型 导流罩的主体外型和结构不变， 对原型导流罩进 行流场数值模拟； 对原型导流罩外表 面进行仿生 结构设计； 对仿生型导流罩的降噪效果进行数值 模拟验证。 本发 明提供了一种使声呐导流罩具有 降噪性能的仿生结构设计方法， 通过该设计方法 可以设计出一种具有仿生结构的导流罩， 从而降 低流激噪声对声呐信号的干扰， 提高信号的准确 度。 权利要求书3页 说明书10页 附图4页 CN 114194354 A 2022.03.18 CN 114194354 A 1.一种具有降噪功能的仿生型导流罩设计方法， 所述的原型导流罩包括上盖(1)、 中段 (2)、 底舱(3)， 所述的上盖(1)、 中段(2)、 底舱(3)表面均匀布置球形凸起， 以达到降低 行进 过程中导 流罩表面流噪声声压强度的效果， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤S1： 保持原型导流罩的主体外型和结构不变， 对原型导流罩进行流场数据数值模 拟； 步骤S2： 对原型导 流罩外表面进行仿生结构设计； 步骤S3： 给 出定义球形凸起 直径d， 式中： u——25℃ 水的动力粘性系数， 为0.9*10‑6m2/s； ρ ——液体的密度， kg/m3； A总—— 导流罩外壳总面积， m2； v——导流罩在水中 的航速， m/s； A——球形凸起所在部位的平面或 曲面的面积， m2； V——导流罩总体积， m3； c——导流罩剖面线弦长， m； t——剖面最大厚度， m； τ0——球形凸起所在导 流罩外壁面平均剪切应力， Pa； 步骤S4： 给出定义导流罩中段(2)沿上部至下部方向第一行球形凸起球心距导流罩上 部侧面投影线的距离为 n， 单位mm， 式中： d——球 形凸起直径， mm； g——重力加速度， m2/s； h——导流罩中段高度， m； H —— 导流罩重心距水面深度， m； V— —导流罩总体积， m3； v— —导流罩在水中的航速， m/s； 步骤S5： 给出定义导流罩中段沿头部至尾部方向第k列球形凸起球心距第(k ‑1)列球形 凸起球心在侧面投影的距离为pk， 单位 为mm， 式中： d——球形凸起直径， mm； c——导流罩剖面线弦长， m； t——剖面最大厚度， m； g——重力加速度， m2/s； t——剖面最大厚度， m； v——导流罩在水中的航速， m/s； a*——无 量纲常数， 取值 为1～10； H— —导流罩重心距水面深度， m； 步骤S6： 给出定义导流罩中段(2)沿上部至下部方向相邻两行球形凸起球心的距离为 j， 单位mm， 式中： d——球形凸起直径， mm； h——导流罩中段高度,m； c——导流罩剖面线弦长， m； b*——无量纲 常数， 取值为t/c～3； n——导流罩中段沿上部至下部方向第一行球形凸起球 心距导流罩上部侧面投影线的距离,m m； 步骤S7： 以顺时针方向为正， 第k个横剖面上， 第一个与最后一个球形凸起与导流罩底 部上侧平面投影线的夹角为θk0， 单位°； 第一个与最后一个球形凸起之间均匀分布 Nk个球形 凸起， 相邻球形凸起之间的夹角为θk； 式中:c——导流罩剖面线弦长， m； τk——导流罩底部第k个横剖面的平均剪应力， 由数权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114194354 A 2值模拟可 得出数值， pa； ρ — —液体的密度， kg/m3； 式中:N*——为无量纲系数， 范围为1～10eRk； Xk——第k个横剖面在图6所示的坐标系 中横坐标； X0——f(x)取最大值时x的坐标值； Rk——第k个横剖面剖面线半径， m； 故， 步骤S8： 建立直角坐标系， 中环轮廓线在 X轴上方的函数为g(x)， 沿头部至尾部方向， 第 一列球形凸起至原点的距离为a0， 第k列球形凸起距第(k ‑1)列的距离为bk， 第k列球形凸起 的个数为Mk； 式中:d——位于上盖中环的球形凸起直径， mm； c0——上盖中环轮廓线弦长， m； t0—— 上盖中环轮廓 线最大厚度， m； v——导流罩在水 中的航速,m/s； τ0——上盖中环平均剪切应 力， Pa； ρ — —液体的密度， kg/m3； u——25℃水的动力粘性系数， 为0.9*10‑6m2/s； 式中： d——上盖中环球形凸起直径， mm； c0——上盖中环轮廓线弦长， m； c*——无量纲 系数； g——重力加速度， m2/s； t0——上盖中环轮廓线最 大厚度， m； v——导流罩在水中的航 速,m/s； H——导流罩重心距水面深度,m； Xk‑1——第k‑1列在X轴的坐标值； A上盖——导流罩 上盖俯视方向总面积， m2； A中环——导流罩上盖中环区域的面积， m2； 式中： d——上盖中环内球形凸起的直径， mm； m*——无量纲系数， 取值范围为1～3； Xk——第k列在X轴的坐标值； W— —与第k列上 上盖内环的厚度值有关， 根据实际情况而定； 步骤S9： 建立直角坐标系， 坐标系原点位于上盖外环轮廓线与中环轮廓线水平距离的 二分之一处， 即y0/2处， 已知外环轮廓 线与中环轮廓 线之间的曲线为y(x)， 球形凸起的球心 均在y(x)上,第K列球心凸起距(k ‑1)列球形凸起的水平距离为lk， 第一列球形凸起即在原 点处； 式中： d——上盖外环球形凸起直径， mm； c1——上盖外环轮廓线弦长， m； z*——无量纲 系数； g——重力加速度， m2/s； t1——上盖中环轮廓线最 大厚度， m； v——导流罩在水中的航 速,m/s； H——导流罩重心距水面深度,m； Xk‑1——第k‑1列在X轴的坐标值； A上盖——导流罩权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114194354 A 3