Investigation and modelling of the turbulent wall pressure fluctuations on the bulbous bow of a ship

برای کارکرد موثر سیستم های سونار که داخل لامپ کشتی های سریع نصب شده است، مهم است که تمام منابع صوتی و ارتعاش ممکن را که موجب نویز و دخالت در پاسخ سنسور سونار می شود، کاهش دهیم. به ویژه، نوسانات فشار ناشی از لایه های مرزی آشفته در سطح گنبد سونار، منبع اصلی خود نویز برای سنسورهای جانبی هستند. محاسبات قابل اعتماد از ارتعاشات ساختاری و سر و صدا منتشر شده در داخل گنبد نیازمند توصیف آماری معتبر نوسانات فشار دیوار در زیر لایه مرزی آشفته است. تحقیقات قبلی در مورد نوسانات فشار دیوار با لایه های مرزی آشفته تعادل در صفحات مسطح در جریان گرادیان صفر روبرو می شوند که قوانین پوسته پوسته شدن برای تراکم طیف های قدرت و مدل های تجربی برای تراکم های طیفی متقابل به خوبی تعریف شده است. برعکس، لایه های مرزی آشفته در کمان لاله، اثرات ترکیبی سه بعدی، انحناهای ساده و انحصاری و فشارهای شتاب را نشان می دهند. برای جمع آوری اطلاعات در مورد تنظیمات واقع گرایانه، نوسانات فشار دیوار در یک آزمایش تجربی انجام شده در مخزن بکسل اندازه گیری شد؛ داده ها در دو مکان مختلف در امتداد یک مدل مقیاس بزرگ یک لامپ کشتی جمع آوری شده و خصوصیات طیفی آنها از لحاظ تراکم طیفی خودکار و متقاطع مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای جریان متوسط ​​لایه مرزی مورد نیاز در تجزیه و تحلیل، با استفاده از یک کد حجم محدود که حل معادلات استینکس معکوس رینولدز را به طور میانگین به دست می دهد، بدست آمد. کاربرد قوانین مقیاس کلاسیک برای طیف فشار بر روی صفحه تخت گرادیان صفر به همراه ویژگی های فضایی نوسانات فشار دیوار در دامنه فرکانس فضا مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای برخی از مدل های نیمه تجربی موجود در ادبیات علمی برای تنظیم فشار فشار اندازه گیری شده تنظیم شده است.