三弹性圆柱壳体多重耦合声辐射计算方法

发布时间：2018-04-21 14:12

  本文选题：声辐射 + 圆柱壳结构　； 参考：《声学学报》2016年03期

【摘要】：为研究多圆柱壳组合结构的声辐射特性,采用模态叠加法建立了3个并排无限长弹性圆柱壳的振动声散射耦合物理模型,充分考虑了三圆柱壳的表面振动与散射声场的耦合,其中散射声场可分解为各圆柱壳刚性散射声场和弹性辐射声场的叠加,数学上将各壳间的声场耦合关系通过柱函数加法公式描述。利用该物理模型,分析了多重散射对稳态声场求解结果的影响,比较了三圆柱壳耦合系统与单个圆柱壳系统的辐射声场指向性、声压级及辐射声功率级的差异及其产生机理,结果表明:结构弹性耦合声辐射不仅在低频对总声场有显著影响,在高频范围也不可忽略;另外,针对本文设定参数的组合圆柱壳,在150 Hz以上频段,两旁圆柱壳对中间圆柱壳在正横方位产生了声辐射遮蔽效应,垂直方位则体现声泄漏作用。本文建立的方法可推广到三维空间任意多壳结构的声振耦合建模。
[Abstract]:In order to study the acoustic radiation characteristics of composite structures with multiple cylindrical shells, three coupled physical models of vibration and acoustic scattering of cylindrical shells with infinite length are established by means of modal superposition method. The coupling of surface vibration and scattered sound field of three cylindrical shells is fully considered. The scattering sound field can be decomposed into the superposition of the rigid scattering sound field and the elastic radiation sound field of each cylindrical shell. The coupling relation between the two shells is described mathematically by the cylindrical function addition formula. By using this physical model, the influence of multiple scattering on the solution of steady state sound field is analyzed. The directivity of radiation sound field, the difference of sound pressure level and radiation sound power level and the mechanism of their generation are compared between the three cylindrical shell coupling system and the single cylindrical shell system. The results show that the elastic coupled acoustic radiation of the structure not only has a significant effect on the total sound field at low frequency, but also can not be ignored in the high frequency range. In addition, for the composite cylindrical shell with the parameters set in this paper, the frequency band above 150 Hz is obtained. On both sides of the cylindrical shell, the intermediate cylindrical shell has the effect of sound radiation shielding in the positive transverse direction, and the vertical direction reflects the sound leakage effect. The method established in this paper can be extended to the acoustic-vibration coupling modeling of arbitrary multi-shell structures in three-dimensional space.
【作者单位】： 船舶振动噪声重点实验室;上海交通大学海洋工程国家重点实验室;
【分类号】：U661.44

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本文编号：1782774