船舶通液管線振動噪聲分析與復(fù)合阻尼材料優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、通液管道系統(tǒng)振動噪聲目前已成為船舶減振降噪控制面臨的主要問題。管道全頻域振動噪聲分析涉及流體力學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)和管道聲學(xué)等多物理場,一體化的流體力學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)及聲學(xué)耦合求解技術(shù)還不成熟。解決該問題主要難點有兩個,一是管道系統(tǒng)中水動力載荷的確定較困難,如水錘效應(yīng)和湍振載荷等,依靠計算流體力學(xué)獲得這些載荷代價高;二是管道聲振耦合數(shù)值計算時高、中、低頻域(1~10KHz)動力學(xué)模型特點沒有深入研究,全頻域建模方法不清楚。
　　本文第一部

2、分研究了實用化的簡易船舶通液管道振動噪聲分析一體化方法。根據(jù)文獻,給出了管道系統(tǒng)中水動力瞬態(tài)效應(yīng)載荷簡化計算方法,省略管道流體力學(xué)計算過程,水動力瞬態(tài)效應(yīng)載荷可直接導(dǎo)入后續(xù)管道聲固耦合計算模型。其次,研究了管道聲振耦合計算全頻域動力學(xué)模型特點,給出建立管道振動噪聲分析模型的方法。算例結(jié)果表明,管道系統(tǒng)振動噪聲全頻域分析是一個有限元法、混合法聯(lián)合應(yīng)用問題,單一的有限元模型或統(tǒng)計能量模型都不適用。最后,針對管道減振降噪工程設(shè)計要求,對管道貼

3、敷特定阻尼材料,并進行了阻尼材料減振降噪效果評價。第二部分,首先通過優(yōu)化設(shè)計阻尼材料在待控結(jié)構(gòu)物或裝置表面的位置分布與厚度,使其在指定減振降噪效果下阻尼材料用量最小,充分發(fā)揮阻尼材料作用。其次,通過對現(xiàn)有阻尼材料的不同配置組合,開發(fā)出新形式復(fù)合阻尼材料(Hybrid Damping Materials),如梯度阻尼材料和區(qū)域混雜阻尼材料等,使現(xiàn)有阻尼材料煥發(fā)新的活力。文中對給定的多種不同阻尼材料,通過對各種阻尼材料在結(jié)構(gòu)物表面上拓撲分布