针对不同流水孔形状，对潜艇流噪声特性影响进行统计，前提条件为流水孔面积相同，取形状分别为正方形( 边长 20mm)圆形(半径11.287mm)、菱形(底角60°，边长21.492 mm)以及长方形(40mm × 10mm)，对其在5m /s 来流速度下进行数值仿真比较。四种模型流噪声水平归为两类:
1)正方形和圆形流水孔全频段噪声级水平居于160dB 以下，二者低频段声压级峰值较为接近。不同点在于，圆形流水孔高频段噪声级略高于正方形流水孔，其整体流噪声水平又略低于正方形流水孔。
2)菱形和长方形流水孔流噪声水平较为接近，二者低频段声压级峰值和高频稳定段噪声级水平均处于同一水平，所以可以认为二者流噪声水平相近。
四种形状流水孔在各测点的噪声特性较为统一，整体呈现为正方形流水孔流噪声最低 之后依次为圆形流水孔、菱形流水孔、长方形流水孔。这一规律与现在各国海军潜艇流水孔普遍采用正方形作为制式标准相吻合，计算结果较为可信。
针对流水孔尺寸对潜艇流噪声特性的影响进行统计，以单流水孔为模型，以正方形流水孔 ( 边长 20mm) 模型为基础，维持流水孔宽度不变，改变流水孔长度，实现流水孔尺寸改变比例α = 0.5、1、2、4、8。在5m /s来流速度下进行数值仿真比较。流水孔尺寸显著影响开孔平板流噪声的水平，且随着流水孔尺寸比例的增大，流噪声呈现出先增大后减小的趋势，在α = 2时达到最大，说明流水孔尺寸的改变对平板流噪声的影响并不是单调变化的，而是存在一个峰值尺寸。将α = 2与其它四种比例时的情形进行对比可以看出:
1)尺寸减小时，整个频率带上的流噪声均降低，且比例越小，高频带降低的幅度越大。
2)尺寸增大时，整个频率带上的流噪声均降低，且比例越大，低频带降低的幅度越大。
3)对比尺寸减小和增大时，噪声整体水平的降低情况可以看出，尺寸减小引起的流噪声较小。
单孔平板模型因流水孔与流动内腔相连，所以可以近似认为其为单孔吸声结构。因流体流经平板表面时所产生的流噪声在高频带为白噪声 不同结构对白噪声的吸声频率不同，本文对单孔平板模型作基于流水孔尺寸的改变，那么不同的尺寸比例所对应的吸声频率也将有所不同。
另外，Liebermann从理论上证明了，离子弛豫机制和粘滞性将会导致水声吸收系数与频率的关系。根据流体力学的概念，流体在平板表面以及流水孔内部流动时会产生粘滞阻尼，不同尺寸的流水孔会产生不同的粘滞性，因此水声吸收系数不同，从而会产生不同的流噪声水平。
综上所述可知: 在本文数值仿真前提下，流水孔尺寸比例α = 2时，对流噪声的吸收频带最少，因此吸声最少，总声级最大。而减小尺寸比例可获得较低的噪声辐射水平。因此通过优化流水孔的尺寸，可以达到有效降低流噪声水平的目的。
针对流水孔数量对潜艇力学特性的影响进行统计，以单流水孔为研究模型，以正方形流水孔(边长20mm)模型为基础，改变平板模型流水孔开孔数量，实现流水孔数量N = 1、2、4、8，在5m /s 来流速度下进行数值仿真比较。由于流体流经流水孔产生的湍动漩涡以及压力波动区域会造成流噪声的不稳定，所以噪声源的分布在流水孔间分布并不是简单的叠加，而是呈现出一种相互干涉的现象: 位于中间位置的流水孔声功率峰值最大，而后逐渐向两侧递减，离速度入口以及流动出口最近的流水孔噪声源声功率峰值最小，整体趋势为“抛物线”形状。结论知，这可能是由于湍流附面层导致的湍流层流噪声压力未被有效平均，从而在多流水孔中，出现流噪声在流水孔之间相对不平均的现象。
为了更直观地显示开孔平板流噪声水平随流水孔数量的变化率。由表可知:流水孔数量由1 增加到8 时，流噪声增幅在13dB 以上，说明多孔结构流噪声水平更高。整体而言，流噪声水平与流水孔数量呈正比例关系。这说明流水孔数量对不同位置处的噪声影响不同，这可以从流水孔纵剖面湍流分布来分析。单流水孔中，流水孔内湍流漩涡较流动域壁面湍流活动更为激烈，所以 2#水听器流噪声数据较高。而对于 8 个流水孔，液体在流动内腔流动时逐渐衰减，即离速度入口最近的流水孔流动最激烈，然后逐级衰减。而对于流动域壁面流动来说，其规律正好相反。本文以潜艇流水孔为研究对象，通过改变流水孔模型参数，得出流水孔的流噪声特性。结论如下:
1) 平板开孔后流水孔附近湍流活动增强，噪声源分布点增多，导致平板流噪声整体水平的提升。
2) 流体流经正方形、圆形、菱形以及长方形四种流水孔时，流噪声水平以正方形流水孔最低，而后是圆形流水孔，长方形流水孔最大。
3) 流水孔尺寸的改变对平板流噪声的影响并不是单调的，而是存在一个峰值尺寸，该尺寸下噪声级最高。本文结果为流水孔形状、尺寸及数量的匹配设计和潜艇航行降噪研究提供参考，对于流水孔流噪声特性的实验验证是下一步解决的问题。 2100433B
