小水线面双体船声场指向性研究

发布时间：2021-07-30 12:38

　　针对小水线面双体船的水平指向性、沿船宽方向的垂直指向性、沿船长方向的垂直指向性开展研究,采用声固耦合数值计算方法分析小水线面双体船双下潜体之间的声场耦合作用,对比了单独激励左舷和同时激励左右舷的声场指向性规律。研究结果表明:由于小水线面双体船双下潜体之间的声场反射及耦合作用,增大了船体结构引起的水下辐射噪声;频率较低时,由于声波波长较大,双下潜体对指向性的影响相对较小,随着频率的提高,指向性图的波瓣数量逐渐增多,水下噪声辐射的指向性越来越复杂。 

【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(19)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

水平指向性（16Hz）Fig.7Horizontaldirectivity（16Hz）

水平指向性（40Hz）Fig.8Horizontaldirectivity（40Hz）

于规则的板壳组合结构，无法通过解析方法进行计算分析，建立基于声固耦合法的三维数值计算模型，采用在边界上覆盖一层声学无限单元的方法来实现无限流场的模拟，这种无限单元可直接应用于声学有限元流场域的边界上，以提高计算效率[6–8]。选取某型小水线面双体船的试验模型作为分析对象，主要参数见表1，几何模型和水池实物模型如图1所示。表1小水线面双体船主要参数Tab.1MainparameterofSWATHmodel总长/m型宽/m型深/m吃水/m潜体最大宽度/m潜体最大高度/m166.253.751.81.851.38图1小水线面双体船几何模型与试验模型Fig.1GeometricmodelandexperimentalmodelofSWATH声固耦合的数值计算模型如图2所示。其中结构单元尺寸为0.1m，船体结构的材料密度为7800kg/m3，杨氏模量为2.16×1011Pa，泊松比为0.3。流场上表面赋予自由液面边界条件，流场下表面赋予无穷远处边界条件，并在船体结构与流场界面处设置流固耦合约束。图2小水线面双体船数值计算模型Fig.2NumericalcalculationmodelofSWATH2.2声辐射指向性定义任意θ方向的声压幅值与声压幅值最大值之比为该声源的辐射指向特性，即D(θ)=(pa)θ(pa)max。(6)水下辐射声场指向性又分为水平指向性与垂直指向性，对于水平指向性，选取船体吃水深度的一半处的圆形声场进行研究，对于垂直指向性，分为沿船宽方向的垂直指向性和沿船长方向的垂直指向性，沿船第42卷李广，等：小水线面双体船声场指向性研究·27·

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3311418