小水線面雙體船“槳-軸-船體”耦合振動(dòng)聲輻射分析.pdf

1、水面艦船的振動(dòng)和噪聲輻射水平是個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)，螺旋槳非定常寬帶激勵(lì)力通過螺旋槳-軸系傳遞到船體，誘導(dǎo)船體振動(dòng)輻射噪聲，是艦船低頻段的主要噪聲源之一。螺旋槳和軸系的彈性會(huì)使螺旋槳激勵(lì)力在傳遞到船體的過程中放大，為了研究低頻段螺旋槳寬帶激勵(lì)作用下的“螺旋槳-軸系-船體”耦合振動(dòng)聲輻射問題，結(jié)合國(guó)防973基礎(chǔ)研究課題和中船708所產(chǎn)品型號(hào)課題，本文建立了基于頻響綜合方法的考慮螺旋槳彈性的“螺旋槳-軸系-船體”耦合動(dòng)力學(xué)模型。
　　利用耦

2、合FEM/BEM方法和模態(tài)縮減技術(shù)分析了螺旋槳與水體耦合的振動(dòng)、聲輻射特性；建立考慮螺旋槳彈性的螺旋槳-軸系耦合動(dòng)力學(xué)模型，得到螺旋槳-軸系子系統(tǒng)的振動(dòng)、聲輻射特性；建立船體-水體耦合有限元模型，得到船體的振動(dòng)特性；分析了螺旋槳三向?qū)拵Ъ?lì)力的特性；將螺旋槳-軸系和船體頻響綜合得到整體系統(tǒng)的頻域響應(yīng)，再由邊界元方法計(jì)算得到聲場(chǎng)響應(yīng)。
　　該方法可考慮流-固耦合螺旋槳的彈性、螺旋槳軸系與船體的耦合效應(yīng)。從功率流和傳遞力的角度對(duì)“螺旋

3、槳-軸系-船體”耦合振動(dòng)的能量傳遞路徑和振動(dòng)特性進(jìn)行了分析，得到耦合系統(tǒng)振動(dòng)、聲輻射的動(dòng)力學(xué)特性，得到結(jié)論：該方法可以用于水面艦船的螺旋槳激勵(lì)下船體聲輻射計(jì)算、預(yù)報(bào)、評(píng)估；低頻寬帶螺旋槳激勵(lì)下，船體振動(dòng)聲輻射特征峰值頻率主要體現(xiàn)在螺旋槳-軸系子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性上，因此，針對(duì)螺旋槳激勵(lì)下的“槳-軸-船體”耦合系統(tǒng)部分的噪聲，艦船低噪聲設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容是螺旋槳和軸系參數(shù)的優(yōu)化，為艦船聲隱身優(yōu)化設(shè)計(jì)提出明確的指導(dǎo)方向，具有重要工程意義。