多源激勵(lì)下加肋圓柱殼結(jié)構(gòu)聲輻射效率研究.pdf

1、實(shí)時(shí)監(jiān)測預(yù)報(bào)水下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的輻射噪聲，可隨時(shí)掌握其自身輻射噪聲特性，判斷自身聲學(xué)安全距離，提高水下生存能力。一般情況下，水下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的典型結(jié)構(gòu)為加肋圓柱殼體。因此，本文以加肋圓柱殼為模型，開展其多源激勵(lì)下的聲輻射效率研究。
　　加肋圓柱殼結(jié)構(gòu)水下聲輻射預(yù)報(bào)研究方法主要包括解析法，數(shù)值法，實(shí)驗(yàn)測試等方法。其中，解析方法主要用于簡單的結(jié)構(gòu)和邊界條件，對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)難以得到解析解。數(shù)值法相對而言具有更好的適應(yīng)性，可以計(jì)算分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)的水下振

2、動(dòng)和聲輻射問題，并且預(yù)報(bào)精確度也較高。
　　本文研究的模型是單、雙層加肋殼體結(jié)構(gòu)。以往主要利用有限元或者有限元＋邊界元方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)振動(dòng)和聲輻射預(yù)報(bào)。對于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)，有限元方法的主要問題是要滿足遠(yuǎn)場條件，流體區(qū)域很大，導(dǎo)致單元節(jié)點(diǎn)數(shù)多收斂慢，計(jì)算效率較低。有限元＋邊界元方法可大大降低節(jié)點(diǎn)數(shù)，但是其系數(shù)矩陣是頻率的函數(shù)，不利于做頻率響應(yīng)計(jì)算，還存在著特征頻率失效的問題。而有限元＋自動(dòng)匹配層技術(shù)，在滿足一定精度要求的條件下，可大幅度提

3、高計(jì)算效率，還避免了有限元＋邊界元特征頻率失效的不足。因此，本文將采取該方法，對單、雙層加肋殼體結(jié)構(gòu)模型的聲輻射效率復(fù)雜模型進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)對比分析研究。
　　本文的核心內(nèi)容關(guān)注的是激勵(lì)力位置及激勵(lì)方式對結(jié)構(gòu)聲輻射效率的影響。其中，關(guān)于激勵(lì)力的激勵(lì)方式，主要研究了激勵(lì)力的分布形式，如點(diǎn)力、線力、面力，以及多激勵(lì)力不同組合共同作用下結(jié)構(gòu)的聲輻射效率變化規(guī)律。通過大量的數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)比對研究，結(jié)果表明線力及面力聲輻射效率預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)一

4、致性非常吻合，而點(diǎn)力較差，這主要是因?yàn)閷?shí)際的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒淮嬖诶硐氲狞c(diǎn)力情況，往往存在激勵(lì)平臺(tái)，是一個(gè)作用線或面。由于點(diǎn)力激勵(lì)時(shí)，可激勵(lì)起高階模態(tài)數(shù)多;而線力和面力激勵(lì)起的高階模態(tài)數(shù)少，主要是低階模態(tài)。因此，由于激勵(lì)起模態(tài)的顯著不同，導(dǎo)致點(diǎn)力激勵(lì)計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)有較大差距，而線力，尤其是面力情況下與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合很好。因此，未來實(shí)際工程預(yù)報(bào)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際力載荷分布形式進(jìn)行理論預(yù)報(bào)。此外，還應(yīng)考慮不同激勵(lì)力組合激勵(lì)時(shí)的空間分布位置，這也是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)聲