水下充液彈性腔內(nèi)聲場預報研究.pdf

1、聲納在工作時會受到艦船自噪聲的影響,艦船低速航行時,機械噪聲和螺旋槳噪聲構(gòu)成了艦船自噪聲中的主要成分,因此機械噪聲和螺旋槳噪聲的預報對于聲納正常工作有重要意義。舷側(cè)和艏部聲納系統(tǒng)通常置于聲納導流罩中,基于此,本文以實際的舷側(cè)和艏部導流罩模型為研究對象,對聲納導流罩內(nèi)部的機械噪聲和聲源激勵噪聲進行研究。對于復雜結(jié)構(gòu)的振動聲輻射問題,通常采用數(shù)值法求解,有限元法和邊界元法是目前比較常用的方法。有限元法采用有限邊界區(qū)域模擬外部無限水域,這樣的

2、計算效率和精度都不高,且聲學處理功能弱。邊界元法降低了求解問題的空間維數(shù),并且滿足無限遠流體全吸收邊界條件。有限元結(jié)合邊界元法充分利用兩者的優(yōu)勢,是處理結(jié)構(gòu)振動和聲場耦合問題的有效方法。
　　本文首先推導了無限遠水域中充水球殼的振動和聲場求解方程,同時利用sysnoise軟件的FEM+IBEM對球殼問題進行求解計算,解析結(jié)果與數(shù)值仿真結(jié)果吻合較好,驗證了FEM+IBEM求解封閉結(jié)構(gòu)內(nèi)外聲場的正確性。然后利用有限元軟件ANSYS對實

3、際的舷側(cè)導流罩模型、艏部導流罩模型和敷設(shè)材料后的艏部模型進行建模和劃分網(wǎng)格,在sysnoise軟件中分別建立結(jié)構(gòu)有限元模型和流體邊界元模型,將結(jié)構(gòu)模型和流體模型耦合起來進行求解計算,分析了導流罩模型的內(nèi)部聲場分布規(guī)律和聲壓倍頻程譜。根據(jù)復合板理論對敷設(shè)聲學材料的艏部模型底板進行等效,得到等效參數(shù),并設(shè)置阻尼邊界條件。在千島湖進行導流罩自噪聲實驗測量,設(shè)計機械激勵源和偶極子聲源激勵源,搭建實驗測量系統(tǒng),分析實驗測得的振速和聲壓頻譜規(guī)律,并