水下多舱段弹性结构声辐射预报方法研究
本文主要研究水下多舱段弹性结构声辐射预报的方法，研究频段主要为低频。首先利用有限元法对水下多舱段模型进行数值仿真计算出声辐射效率，然后通过在水下多舱段模型布置一定数量的振动传感器获得结构表面的振动响应，利用试验测量得到水下多舱段模型的振动数据与声场数据，最后基于声辐射效率的传递法将数值与试验相结合预报出水下多舱段弹性结构的辐射声功率。 利用简单的圆柱壳模型来研究边界条件对声辐射效率的影响。截取激励位置所在舱段，通过在舱段两端边界添加障板的方式，研究了不同障板边界条件对声辐射效率的影响规律。 主要研究了激励位置不同对水下多舱段结构声辐射效率的影响。保持激励形式及量级一样的前提下，在同一舱段施加激励求得整个模型的声辐射效率基本一致，在不同舱段施加激励求得整个模型的声辐射效率略有差异。经过数值仿真与试验对比，多种工况下声辐射效率在整体趋势与量级上基本一致。此外利用试验测量同一舱段不同激励位置下得到的声辐射效率进行声辐射的相互预报效果较好，从而反映激励力大小、分布接近的情况下，声辐射效率主要与结构本身有关。 通过多种工况的试验，在单一舱段激励较强的情况下，采集不同舱段的振动数据，并分别对舱段模型进行声辐射预报。对比发现单一舱段振动数据与整体结构的振动数据进行的预报结果基本一致，因此可以利用单一舱段的振动数据对整个模型进行声辐射近似预报。 本文还研究了提高有限元数值计算效率的方法。在有限元数值仿真中，尤其计算大尺度模型时，简化计算，提高效率是非常有必要的。通过研究结果表明，本文对水下多舱段弹性结构的声辐射预报研究有一定的参考意义，利用对称性，采用面激励进行激励更符合实际激励情况，采用有效的流体域选取以及简化完成双层壳间肋板的流固耦合，这些都是数值计算中有效而实用的技术措施。
水下多舱段弹性结构;声辐射效率;声辐射预报;有限元方法
哈尔滨工程大学
硕士
水声工程
商德江
2019
中文
TB566
2019-08-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）