STAR-CCM 潜艇及螺旋桨噪音LES和DES计算及验证

本课适合哪些人学习：

1.船舶与海洋工程领域工程师

从事潜艇、水下航行器（如 AUV/ROV）设计、性能优化、流体动力与噪声控制的企业技术人员（如中船重工、中船工业、高校科研院所下属工程团队等），需掌握潜艇阻力预测与噪声仿真核心技术以支撑实际项目。

2.CFD 工程师与 STAR-CCM 进阶使用者

具备 STAR-CCM 基础操作能力（如简单流动模拟、网格划分），希望深入掌握复杂湍流模拟（LES/DES） 在水下噪声领域应用的工程师，或需拓展 “阻力 噪声” 多物理场耦合仿真能力的技术人员。

3.潜艇流体动力与噪声方向科研人员

船舶与海洋工程、流体力学、声学等专业的硕士 / 博士研究生、高校教师及科研院所研究人员，需通过 STAR-CCM 完成潜艇阻力验证、噪声机理分析（如压力波动、总声压级）的课题研究或论文写作。

4.水下装备性能验证与优化从业者

负责潜艇、鱼雷等水下装备 “推力 - 扭矩 - 噪声” 联动性能验证的技术人员，需掌握带螺旋桨的多部件耦合仿真流程，以评估螺旋桨对潜艇整体噪声的贡献。

5.对高级 CFD 湍流模拟感兴趣的技术学习者

希望从 “RANS 基础模拟” 进阶到 “大涡模拟（LES）、分离涡模拟（DES）” 的工程爱好者或转行人员，需通过实际工程案例（潜艇噪声）理解高级湍流模型的网格准则、时间步设置与求解逻辑。

你会得到什么：

1.掌握潜艇阻力预测全流程工程方法

从流体域几何建立准则、边界命名、模型处理，到 STAR-CCM 网格划分、物理模型设置（如湍流模型选择）、边界条件与求解参数配置，全程覆盖潜艇阻力计算的工程规范；

学会设置阻力系数报告、建立场景并与文献结果对比，具备独立完成潜艇阻力验证的能力，可直接应用于设计阶段的阻力性能评估。

2.精通潜艇噪声 LES/DES 模拟核心技术

理解潜艇噪声大涡模拟的网格与时间步准则（如近壁网格加密、时间步长与湍流积分尺度匹配），掌握 LES/DES 物理模型构建、压力波动监测与场景设置方法；

学会总声压级计算、结果与文献对比及声压波动动画制作，能独立分析潜艇表面及流场的噪声分布机理，支撑噪声控制方案设计。

3.突破带螺旋桨的潜艇多部件耦合仿真难点

掌握潜艇与螺旋桨组合几何的建模、网格划分（含部件间干涉处理）、边界条件协同设置方法；

学会建立推力系数、扭矩系数报告并完成验证，能分析螺旋桨旋转对潜艇阻力、噪声的耦合影响，解决实际工程中 “艇 - 桨” 联动性能仿真的核心问题。

4.获取工程化仿真效率优化与结果呈现能力

通过 “CPU 与 GPU 计算速度对比” 模块，掌握 STAR-CCM 硬件资源配置优化技巧，提升复杂 LES/DES 计算的效率；

掌握噪声结果可视化（如声压波动动画）与对比分析方法，能清晰呈现仿真结论，满足项目汇报或论文发表的需求。

5.提升职业竞争力与科研支撑能力

对工程师：掌握水下装备 “阻力 - 噪声” 一体化仿真技术，成为企业在潜艇 / 水下航行器性能优化领域的核心技术力量；

对科研人员：提供可复现的 STAR-CCM 仿真流程与验证方法，直接支撑课题研究与论文数据获取，缩短科研周期；

对学习者：建立 “基础 CFD→高级湍流模拟→工程实际应用” 的完整知识链，为从事船舶、海洋、航空航天等领域的复杂流动与噪声仿真奠定核心技能。

课程介绍：

STAR-CCM 潜艇及螺旋桨噪音LES和DES计算及验证

课程安排

课程内容包含

仿真报告

英文参考文献

与文献进行对标

中文参考文献

几何模型

计算文件

主要内容

潜艇及螺旋桨噪音LES和DES计算及验证

1.潜艇噪声产生核心原理 

2.噪声模拟方法 

3.大涡模拟原理 

4.分离涡原理 

5.潜艇噪声计算域建立的核心准则 

6.潜艇噪声计算域的尺寸与形状建议 

7.潜艇噪声边界条件设置

8.潜艇噪声仿真网格划分通用原则 

9.潜艇噪声网格划分的核心目标 

10.潜艇噪声关键区域的网格加密

11.潜艇噪声棱柱层网格的设置 

12.声学仿真模型 

13.声学仿真准则 

14.潜艇噪声大涡模拟网格建立准则 

15.潜艇噪声大涡模拟时间步长设置准则 

16.潜艇噪声大涡模拟流场提取准则 

17.潜艇噪声LES 分析工作流 

18.潜艇噪声LES结果分析

19.潜艇噪声的DES模拟

20.潜艇噪声大涡模拟-CPU与GPU计算速度对比

噪音与文献对比

      以SUboff潜艇和INSEAN E1619 螺旋桨为研究对象，采用大涡模拟和分离涡模拟对潜艇噪音进行了计算，计算总声压为107.9dB，与文献[12]中103.4 dB的偏差为（107.9-103.4）/103.4=4.35%。

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