基于模态分析法的水下高速航行体流激振动声辐射特性研究

为了评估水下高速航行体的低频水动力噪声特性，该文基于模态分析法，将航行体简化为镶嵌在无限长刚性圆柱障板的圆柱壳模型，以流动激励力湍流脉动压力波数-频率谱作为输入，建立水下航行体流激结构振动声辐射计算方法，并通过回转体实验进行验证。研究结果表明：3～9 m/s流速范围内，80 Hz以上总声级偏差小于2 dB，计算结果与试验结果基本一致。该研究工作为水下航行体低频水动力噪声评估提供了一种理论方法。     

水下超表面角反射体声散射调控机理研究

角反射体是雷达目标和声纳目标常用的诱骗手段。为拓宽常规凹面角散射声场的调控效果，提出在水下角反射体中镶嵌声学超表面的调控方法和计算方法。基于板块元方法和射线追踪算法建立带声学超表面构型的角反射体声散射预报模型，利用射线追踪判别声线位置，考虑对应相位跳变加以修正，并通过有限元仿真进行验证。基于建立的声散射预报模型，研究槽阵列梯度和周期结构对散射声场的调控效果。研究结果表明：带有梯度变化的声学超表面结构能够明显改变水下目标的声散射特征，正、负梯度组合槽阵列结构对于声散射主方向的调控效果较为明显；多周期组合槽阵列梯度结构相较于单周期结构散射声场调控效果更为明显。