船体振动噪声在声学覆盖层中传递特性研究

发布时间：2016-07-22 22:17

  本文关键词：声学材料性能测试及评价实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

《哈尔滨工程大学》 2010年

船体振动噪声在声学覆盖层中传递特性研究

孙明  

【摘要】： 声学覆盖层是一种重要的水下舰船吸声结构,敷设于潜艇表面和艏部声呐舱,可以吸收敌方主动声纳的探测波,降低本艇声目标强度;同时,它又可以抑制艇体振动,降低除推进系统以外的机械振动产生的噪声,减小潜艇目标特征信号辐射强度,在水面舰艇上有着广泛的应用。虽然声学覆盖层的声场理论研究已有相当长的历史,然而至今对声波在声学覆盖层中的传递特性仍没有深入的研究。本文从理论分析、样品实验以及数值仿真三个方面,对船体振动噪声在声学覆盖层中的传递特性做了深入的研究,主要开展了以下工作: 1.对声波在声学覆盖层结构中的传播机理进行了研究,在变截面波导理论的基础上进行了改进和修正,重点考虑了空腔中空气对尖劈吸声结构吸声性能的影响,并对尖劈结构样品的吸声系数进行测试,利用本文的计算结果与实验测试结果进行对比分析。 2.应用计及腔体中空气作用的船体声学覆盖层吸声性能理论,在MATLAB环境下编程计算了尖劈吸声结构随材料弹性模量、密度、损耗因子变化时的吸声性能,并通过数值计算和实验测试相结合的方法研究了不同空腔结构对尖劈吸声结构吸声性能的影响。 3.采用数值仿真和实验测试相结合的方法,分析尖劈吸声结构在不同应用环境下的性能,重点研究了尖劈吸声结构在不同静压和不同温度下的噪声传递特性。 4.数值预报敷设尖劈吸声结构的潜艇艏部声呐舱的自噪声,以尖劈吸声结构的敷设方式设计工况,对不敷设、全敷设及50%敷设工况进行了对比分析;重点研究了尖劈吸声结构对声呐舱内各部分结构的振动响应和辐射噪声的影响。

【关键词】：
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U661.44
【目录】：

摘要5-6

ABSTRACT6-10

第1章 绪论10-19

1.1 概述10-12

1.2 国内外研究现状12-17

1.2.1 潜艇隐身技术概况12-15

1.2.2 声学覆盖层理论研究15-17

1.3 本论文的研究内容17-19

第2章 计及腔体中空气作用的船体声学覆盖层吸声性能研究19-38

2.1 尖劈吸声结构吸声性能的传统分析方法及缺点19-25

2.1.1 声波垂直入射时的相关理论19-21

2.1.2 变截面管道声场理论21-24

2.1.3 传统吸声理论的不足24-25

2.2 计及腔体空气作用的尖劈吸声结构吸声性能分析方法25-30

2.3 计及腔体空气作用的尖劈吸声结构声学性能研究30-34

2.4 尖劈吸声结构吸声性能实验研究34-37

2.4.1 声脉冲管法测试的基本原理34-35

2.4.2 尖劈吸声结构吸声性能实验研究35-37

2.5 本章小结37-38

第3章 船体声学覆盖层特征参数对其吸声性能的影响研究38-50

3.1 尖劈吸声结构吸声性能随弹性模量的变化关系38-39

3.2 尖劈吸声结构吸声性能随材料密度的变化关系39-40

3.3 尖劈吸声结构吸声性能随材料损耗因子的变化关系40

3.4 空腔结构对尖劈吸声结构吸声性能的影响40-49

3.4.1 空腔形状对尖劈吸声结构吸声性能影响40-43

3.4.2 空腔尺寸对尖劈吸声结构吸声性能影响43-49

3.5 本章小结49-50

第4章 振动噪声在船体声学覆盖层的传递影响因素分析50-63

4.1 静水压力对尖劈吸声结构噪声传递特性影响50-54

4.2 温度环境对尖劈吸声结构噪声传递特性影响54-62

4.2.1 不同温度下尖劈吸声结构材料性能变化规律54-60

4.2.2 温度环境对尖劈吸声结构噪声传递性能影响规律60-62

4.3 本章小结62-63

第5章 尖劈吸声结构对潜艇艏部声呐舱自噪声影响研究63-76

5.1 潜艇艏部声呐舱的自噪声分析模型63-67

5.1.1 声呐舱自噪声预报方法64-65

5.1.2 声呐舱振动响应计算65

5.1.3 声呐舱辐射阻估算65-66

5.1.4 声呐舱有限元模型66-67

5.2 敷设尖劈吸声结构的声呐舱自噪声67-69

5.3 尖劈吸声结构敷设方式对声呐舱振动响应的影响69-72

5.4 尖劈吸声结构敷设方式对声呐舱噪声的影响72-75

5.5 本章小结75-76

结论76-79

参考文献79-83

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果83-84

致谢84

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