湍流激励下平板及单双层圆柱壳的振动声辐射特性研究

发布时间：2017-08-01 04:31

  本文关键词：湍流激励下平板及单双层圆柱壳的振动声辐射特性研究

  更多相关文章： 湍流激励 平板 单双层圆柱壳 振动声辐射特性 解析法 半解析半数值法

【摘要】：机械噪声,水动力噪声和螺旋桨噪声是潜艇的三大主要噪声源。潜艇的水动力噪声在航速高于6kn时成为潜艇的主要噪声源。研究潜艇的典型结构如平板及单双层圆柱壳的水动力噪声具有重要的工程意义。本文基于解析法和半解析半数值法对平板及单双层圆柱壳在湍流激励下的振动声辐射进行了研究。 根据随机理论可知，结构在湍流激励下的振动声辐射计算主要包含两部分：（1）湍流脉动压力的互功率谱密度；（2）考虑流体负载作用时结构的单频响应函数。将湍流边界层的脉动压力的Corcos模型的谱密度函数作为输入，结合平板及单、双层圆柱壳的运动控制方程，声波方程及连续性条件推导出结构的单频响应函数，，通过复杂积分得到平板及单、双层圆柱壳构振动声辐射的自功率谱密度，本文称之为解析法。将Corcos模型离散得到湍流边界层的脉动压力功率谱密度矩阵作为输入，结合有限元和边界元软件计算得到的结构水中的单频响应函数矩阵，进而计算出平板及单、双层圆柱壳构振动声辐射的功率谱密度矩阵，本文称之为半解析半数值算法。 通过平板及单双层圆柱壳两种方法的计算结果对比分析，验证了方法的可行性和正确性。在数值分析中重点讨论了壳体长度、厚度、半径、环肋、纵骨、实肋板等结构参数和航速对单双壳体的振动声辐射性能的影响，为有限长加筋单、双层圆柱壳的结构设计提供了一定的参考意见。作者还基于解析法在matlab平台编制一套界面友好、快速、可维护、具有自主知识产权的单、双层圆柱壳水动力噪声计算软件。
【关键词】：湍流激励 平板 单双层圆柱壳 振动声辐射特性 解析法 半解析半数值法
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U661.44
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究概况10-12
• 1.3 计算方法概述12-16
• 1.4 本文研究的主要内容16-18
• 2 湍流激励下简支平板振动特性的研究18-35
• 2.1 平板解析法的基本理论18-24
• 2.2 速度响应的半解析半数值法的基本理论24-25
• 2.3 计算方法验证25-28
• 2.4 影响规律分析28-34
• 2.5 本章小结34-35
• 3 湍流激励下加筋单层圆柱壳振动声辐射特性的研究35-50
• 3.1 加筋单层圆柱壳解析法的基本理论35-39
• 3.2 声压响应的半解析半数值法理论基础39-42
• 3.3 计算方法验证42-45
• 3.4 影响规律分析45-49
• 3.5 本章小结49-50
• 4 湍流激励下加筋双层圆柱壳振动声辐射特性的研究50-64
• 4.1 加筋双层圆柱壳解析法的基本理论50-54
• 4.2 计算方法验证54-58
• 4.3 影响规律分析58-63
• 4.4 本章小结63-64
• 5 基于 matlab 平台单双壳的水动力噪声计算软件开发64-68
• 5.1 软件界面64-65
• 5.2 软件运行流程图65-66
• 5.3 软件运行结果66-67
• 5.4 本章小结67-68
• 6 全文总结68-71
• 6.1 本文的主要工作和创新之处68
• 6.2 本文的主要结论68-70
• 6.3 未来工作展望70-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-76
• 附录 A 单层圆柱壳总控方程解耦后各项的表达式76-80
• 附录 B 双层圆柱壳总控方程解耦后各项的表达式80-87
• 附录 1 攻读学位期间发表论文目录87-88
• 附录 2 攻读学位期间主要课题研究工作88

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本文编号：602535