环肋圆柱壳在流场中的辐射声压

应用Ｈｕｙｇｅｎｓ原理和Ｇｒｅｅｎ函数方法了环肋圆柱壳在流场中的辐射声场压力的积分公式,可用来计算壳体表面、近场和远场的声压。     

环肋圆柱壳在流场中的辐射声压

应用Ｈｕｙｇｅｎｓ原理和Ｇｒｅｅｎ函数方法推出了环肋圆柱壳在流场中辐射声场压力的积分公式,可用来计算壳体表面、近场和远场的声压。     

有限潜深圆柱壳低频矢量声场特性分析

为解决复杂结构水下矢量声场预报问题,本文基于单元辐射叠加法,结合镜像法建立了有限潜深圆柱壳的声场修正模型,结合具体算例分析了有限潜深圆柱壳低频辐射声场分布特性和传播特性。研究结果表明,单元辐射叠加法与传统边界元法计算得到的结构远场辐射噪声结果具有良好的一致性;受自由液面影响,圆柱壳的辐射声场有深度方向上的波动特性;对声场矢量信息的研究显示,在远离圆柱壳的声场中,声能量更多地沿水平方向传播;在远距离固定场点辐射声压及振速随浸没深度变化的曲线上,峰值间距与介质声波波长之比是定值,不随频率变化。研究结论可为结构辐射声预报、噪声控制及噪声测量等工作提供理论依据和有用的先验信息。     

水介质中弹性椭球壳体受激振动及声辐射场的数值分析

本文利用线性弹性薄壳理论描述椭球弹性壳体振动,引用Yen-Dimaggio的有限差分方法描述壳外声场.此模型推广了水下弹性椭球壳被点力源激励下的振动与声辐射问题的计算方法,它适用于单点与多点、对称与非对称受力情况,因而也适用于随机激励情况.数值计算了长椭球弹性壳体被端点力激励下的单频响应曲线及表面振动位移和声压的分布曲线,发现壳体声与振动的耦合谐振现象和简正模态关系,还计算分析了壳体辐射声场的近场传播规律以及远场指向性.     

复杂锥柱结构中频水下声辐射特性研究

验证了基于波动理论的FE-SEA混合法计算复杂结构中频水下声辐射的可行性,对复杂锥柱结构的中频水下声辐射特性进行了研究,讨论了载荷作用位置及内外壳板厚对其声辐射的影响,研究表明载荷作用于内壳时,其辐射声压最小;增大内壳厚度相比于增大外壳厚度能更有效的减小圆柱壳声辐射.     

一种提高声场重构稳定性的射线等效源法

基于传统等效源法的近场声全息中通常使用单极子或偶极子作为等效源进行声场重构计算,但由于这两种等效源只能辐射无指向性或弱指向性声波场,因此容易导致系统矩阵病态,严重影响声场重构结果的稳定性.本文提出了一种可以改善近场声全息中系统矩阵病态性的新思路,即采用可辐射强指向性声场的等效源替换传统等效源以使得系统矩阵呈现主对角占优的良态形式,从而降低其条件数,提高重构稳定性.文中利用偶极子构造了一系列可辐射较强指向性声场的等效源——射线等效源,并采用平面全息面对其进行了重构仿真.计算结果表明:用射线等效源替换传统等效源后不仅可以正确计算平面声全息问题,且降低了系统矩阵条件数,提高了重构精度.     

水中柱面宽带近场声全息技术的实现

基于声强测量的宽带声全息技术(BAHIM)是由近场声全息(NAH)领域脱颖而出的一项新技术,它由全息面上互相垂直的2个切向声强分量计算出全息面上的复声压相位,得到全息面上复声压,再进行NAH处理.针对水中圆柱体的噪声源识别问题,给出了该方法在柱体中运用的基本原理,推导了全息重构公式在有限空间范围上的离散算法,对算法实现和滤波等关键技术进行了研究,并利用所编制的程序进行了仿真验证.该文的研究为BAHIM技术应用于在水中柱体辐射声场的重建噪声源识别和定位提供了方便.     

浅海运动目标辐射声测量距离内声聚焦特性研究

随着影响目标辐射噪声测量诸多因素的解决,声聚焦对测量精度的影响已显得比较突出.研究了浅海近场声聚焦特性对同标辐射噪声测量结果的影响.在射线理论基础上,推导了声压场和质点振速场的数学表达式,建市了基于虚源法的浅海矢量声场计算模型,并将声场计算模型应用于宽带声源信号矢量声场计算中.比较分析了理论仿真计算和湖试结果,验证了浅海近距离矢量声场计算模型的正确性,进一步探讨了浅海声场聚焦特性以及如何减小声聚焦对目标辐射噪声测量的影响.     

水下复杂壳体的声学相似性研究

采用有限元和球函数相结合的方法,建立水下复杂壳体——两端带半球壳的弹性圆柱壳的振动、耦合振动和声辐射方程,运用方程分析法,导出水下复杂壳体的振动、耦合振动和声辐射的相似关系,根据建立的相似关系实现对壳体的振动响应和声辐射的预报．运用大型有限元软件ANSYS对具有相似关系的模型和原型的振动响应和声场进行数值分析,算例表明,该方法切实可行并且为预报水下大型复杂结构体的振动响应和耦合声场提供了一种简洁、实用的研究方法．     

圆柱壳体近场辐射噪声预报与实验研究

针对由复杂壳体结构振动引起的近场辐射噪声进行理论计算与测量比较困难的现状,引入波数分解法与虚源叠加法,利用壳体表面振速来预测近场声压.根据解析计算结果,采用波数分解法分析了不同的预测面及阵元数对预测结果的影响,采用虚源叠加法分析了虚源位置及阵元数对预测效果的影响.结果表明,在加速度阵元数目较多的情况下,波数分解法预测效果较好,在阵元数目较少的情况下,虚源叠加法的预测效果较好;运用波数分解法进行预测时,沿轴向布放加速度计比沿周向布放预测效果好;采用虚源叠加法的预测效果受虚源位置的影响,虚源距离预测面有一个最优值.利用水下圆柱壳体表面布阵试验所测表面振速结果对近场声场声压进行了预测,经预测结果与实测结果对比,验证了上述结论的正确性.     

甲板刚度和垂向位置对环肋圆柱壳声辐射性能的影响

通过对具有内部浮动甲板(浮筏)的环肋圆柱壳结构在流体中的振动、声辐射特性的研究,就能够比较真实的揭示潜艇动力舱的振动和声辐射特点.本文采用四自由度弹簧技术来模拟圆柱壳体和浮动甲板之间的弹性连接,基于扩展的Rayleigh Ritz法,运用Hamilton变分原理导出壳体与甲板的耦合振动方程,并利用Helmholtz波动方程和流固交界面上的速度相容条件求得壳体表面辐射声压的表达式.进而讨论了在弹簧连接刚度一定时,浮动甲板刚度的变化以及其垂向位置的变化对圆柱壳的振动、声辐射特性的影响.结果表明,甲板刚度变化对壳体的振动和声辐射的影响比较复杂,与激励频率有关;甲板圆心角的增加会增大壳体的辐射声功率级.     

水中双向正交加肋圆柱壳体声辐射的有限元法

水下加肋壳体的结构声问题在水下航行器隐身技术中有更广阔应用。以受谐激励作用的水中双向正交加肋弹性薄圆柱壳为研究对象，考虑介质与结构振动的耦合效应，研究耦合系统的声振问题。解析法求解此类问题存在困难，运用有限元方法计算了双向正交加肋圆柱壳体的声辐射远场声压。算例结果表明：在设置环肋的基础上再加设纵肋，能有效地改善结构的声辐射特性。     

结构辐射噪声统计能量分析中参数的灰色预测

统计能量分析模型中系统参数的确定是应用统计能量分析的一个难点,文中在应用统计能量分析计算水下双层加筋圆柱壳体的振动和声辐射过程中,通过灰色预测来辨识系统的统计能量分析参数.首先进行了模型实验,在实验数据基础上建立参数间的灰色预测模型,然后求解灰色模型方程得到系统的参数.这种方法避免了研究系统内部复杂的形成机理,而灰色预测理论又能充分考虑到系统的不确定性,所以在统计能量分析的应用中具有一定的实用价值.最后通过对实验和计算结果的对比分析,证明了计算结果是正确的,从而证明了该算法是可行和有效的.     

水下部分覆盖阻尼材料圆柱壳的声辐射性能

利用模态展开技术和Green函数法研究了部分敷设阻尼材料的有限长圆柱壳在流场中的声辐射特性。圆柱壳两端简支，并连有无限长的刚性圆柱障板；阻尼覆盖层用无质量的粘弹性弹簧模拟。在圆柱壳的模态运动方程中，外流场和阻尼覆盖层都会导致强烈的模态耦合效应。计算了圆柱壳表面的辐射声功率和辐射声压，讨论了阻尼覆盖层面积对声辐射的影响。结果表明圆柱壳部分覆盖阻尼层后，由于声漏效应，壳体声辐射与光壳相比会增强。     

使用动力吸振器降低轴系纵振引起的水下结构辐射噪声研究

以带有推进轴系的单层锥柱结合壳体为研究对象,用FEM/BEM方法计算轴系纵振激励导致的结构水下振动与声辐射响应.为了降低结构水下辐射噪声,在推进轴系上安装动力吸振器,分析了动力吸振器质量、阻尼和个数对水下结构辐射噪声特性的影响.数值计算结果表明,动力吸振器的减振效果具有较强的频率选择性,吸振频率相同的条件下,可以通过增加动力吸振器的质量、阻尼和吸振器的个数来改善水下结构的辐射噪声.     

水下声强测量技术在近场测量中的应用研究

通过用声强测量系统对水下大型结构体进行了辐射噪声声功率的测定以及噪声源的识别和定位的实验。介绍了声强测量技术在水下近场测量中的应用，并讨论和分析了实际测量结果，给出了声强分布的伪三维图和等值曲线，并计算出其辐射声功率的值。结果表明该套声强测量系统和测量方法是可行的。     

粘弹性阻尼材料对环肋圆柱壳声辐射的影响

本文用能量法研究了覆盖粘弹性阻尼材料的环肋圆柱壳在流场中的声辐射特性，将阻尼材料用耗散的无质量弹簧来处理，讨论了阻尼材料的刚度和损耗因子对壳体声辐射的影响。     

超空泡运动体强度与稳定性的非概率可靠性分析

超空泡运动体在水下高速运动时,所受的轴向力非常大.考虑到结构自身参数的不确定性,有必要对运动体结构进行强度和稳定性可靠性分析.给出运动体圆柱薄壳结构强度和失稳安全余量方程,并将结构的可靠性分析由强度和稳定性两失效模式组成的串联系统来模拟.针对运用结构非概率集合可靠性模型计算非概率失效度时的复杂性,提出运用Monte-Carlo法计算多维非线性安全余量方程及串联系统的失效度.分析了不同空化器锥角时的圆柱薄壳结构强度、稳定性和串联系统非概率失效度随速度的变化趋势及它们三者之间的关系,并且验证了在结构样本数据缺乏的情况下,非概率区间可靠性算法所得的结果要比概率可靠性的结果安全.