风琴管喷嘴淹没空化射流及声学特性数值模拟研究

来源：振动与冲击杂志2025年第19期北京时间：

作者：杜炳鑫，陈进，陈正寿aaaczs，范海栋

单位：浙江海洋大学船舶与海运学院，浙江舟山316022

摘要：本研究采用大涡模拟和FW-H声类比方法，开展风琴管喷嘴的空化流场和声场特性研究，重点评估其空化效果及清洗噪声对大黄鱼养殖的影响。流场研究结果表明，与传统缩放型喷嘴相比，风琴管喷嘴由于自振效应的影响，喷嘴喉部的湍流边界层更加明显，有利于空泡群的生发，其工作产生的空泡体积平均值可达到缩放型喷嘴的1.8倍。在外流场中，风琴管喷嘴具有射流轨迹窄、空泡云分布集中的特点，在10倍管径的近流场区域内其空化性能优于缩放型喷嘴。空化声场研究结果表明，自振型风琴管喷嘴在大黄鱼声敏感频带内没有明显的峰值噪声，其工作噪声以2000Hz以上的高频噪声为主，并在顺流侧平面呈现“枫叶”状的指向性分布。考虑到大黄鱼的听力曲线，计权后的风琴管喷嘴远场监测点总声压级较缩放型喷嘴的总声压级低10dB以上，其对大黄鱼的影响范围保持在半径小于0.7m的区域，适用于大黄鱼深水养殖网箱的低噪声清洗作业。<br>

关键词：风琴管喷嘴；大涡模拟；FW-H方程；空化噪声；大黄鱼声学特性