非消声水池中弹性圆柱壳低频声辐射预报方法研究

发布时间：2024-05-12 21:46

　　目前,水下结构声辐射预报研究主要集中于自由场环境,但是在实际应用中,自由场环境很难满足,非消声水池测量相对容易实现。本文以弹性圆柱壳为研究对象,针对非消声水池低频声辐射预报问题,通过测量结构在非消声水池中的振动,结合自由场声辐射效率,对结构在自由场的低频声辐射进行预报。预报成立的关键是结构在非消声水池和自由场具有相似的振动情况,本文着重对两种环境下结构振动进行了比对研究。本文方法对于水下大型结构基于水池振动测量评估其自由场声辐射水平有借鉴意义。非消声水池与消声水池的差别主要体现在有限水体和壁面阻抗。因此本文重点研究了水池边界条件对于结构表面振动的影响,比较了模型与水池在不同体积占比情况下壳体表面振动与在自由场中的差别。并从阻抗的角度对产生变化的原因进行分析,从共振模态的角度对振动峰值进行解释。同时也研究了模型参数变化以及位置变化对于结构表面振动的影响。研究结果表明:水池中不同边界条件下计算得到的结论基本一致,随着模型与水池体积占比的增大,水池内的振动与自由场中的差异逐渐增大;三种边界条件下计算得到的体积占比与振动差异变化近似于指数关系。选取单层圆柱壳为实验模型,分别在非消声水池内与消声...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.2有限元节点示意图

图2.2有限元节点示意图入声学领域，用于解决声学问题，便形成了题的求解起到了巨大的作用。传统振动声辐中传播的问题，首先通过介质的连续方程方程中时间项为简谐激励方式时，波动方亥姆霍兹方程可通过数值方法得到其满足值方法，它对于计算封闭空间中的声场非常提升，声学有限元方法已成为声学....

图2.4前10阶轴对称振动模态

(i)模态9(j)模态10图2.4前10阶轴对称振动模态设模态的位移向量为，归一化后计算向量内积，可以看出，相同阶数量的内积为1，不同阶数的模态向量的内积接近0，因此，模态是正交的。其中模态比较独特，若除去第一阶模态，计算其它模态向量的内积，可以看出不同正....

图2.7不同频率处的模态参与系数下面由不同阶模态叠加计算激励位置处(壳面中点)位移

图2.6中点位移响应(参考位移1e-6m)下面对壳面位移进行模态分解。由于激励力为对称激励，所以非对称模态(奇数的参与系数为零。低频段，模态系数由各阶模态共同参与，且低阶模态参与系数，在共振频率附近，与模态频率吻合的模态参与系数最大。1000150020002500....

图2.10圆柱壳水下振动声辐射模型

图2.10圆柱壳水下振动声辐射模型射模型如上图所示，参数与前文相同。在壳叠加法计算壳面位移。壳面中点实际位移如图2.11中点位移响应(参考位移1e-6m)进行模态分解，如下图所示。水下模态参与中点位移响应图上找出前三个峰，给出该Hz时，第二阶模态参与系数最大，2360....

本文编号：3971942