潛艇結(jié)構(gòu)輻射噪聲的建模、求解及其聲特性研究.pdf

1、該文采用Donnel殼體理論研究潛艇結(jié)構(gòu)在環(huán)頻率以下的水下聲輻射,考慮了結(jié)構(gòu)不均勻構(gòu)件如耐壓船體加強(qiáng)肋骨、內(nèi)部平面艙壁、內(nèi)外殼板連接構(gòu)件、外殼板加強(qiáng)肋骨、縱骨等對(duì)潛艇艇體輻射噪聲的影響,激振力為任意方向的簡(jiǎn)諧集中力.首先在環(huán)頻率以下,建立了環(huán)肋和艙壁加強(qiáng)的雙周期圓柱殼水下輻射噪聲計(jì)算方法,考慮了三個(gè)方向(徑向、周向、切向)的激勵(lì)力作用以及環(huán)肋和艙壁三個(gè)方向的作用反力以及縱向反彎矩.推導(dǎo)了環(huán)肋和艙壁速度阻抗表達(dá)式,采用縱向傅氏變換和周向模

2、態(tài)展開(kāi)建立了環(huán)肋和艙壁加強(qiáng)的雙周期圓柱殼振動(dòng)方程,略去高階縱向波數(shù)和高階周向模態(tài),利用數(shù)值計(jì)算求解出圓柱殼中面徑向振動(dòng)速度,由穩(wěn)相法的思想求出輻射聲壓.這種求解方法具有一般性,可以很方便地推廣到其它更復(fù)雜的結(jié)構(gòu),該文第三章~第五章實(shí)際上就是這種求解方法的運(yùn)用.研究了實(shí)肋板連接的雙層加肋圓柱殼水下聲輻射,補(bǔ)充了舷間流體對(duì)內(nèi)外殼板的壓力表達(dá)式以及實(shí)肋板對(duì)內(nèi)外殼板的作用力表達(dá)式,得到了內(nèi)外殼體耦合振動(dòng)控制方程,采用與前面相同的求解方法,得到遠(yuǎn)

3、場(chǎng)輻射聲壓.此外討論了僅有徑向力作用以及僅考慮加強(qiáng)構(gòu)件徑向反力時(shí)的簡(jiǎn)化計(jì)算方法.研究了外殼板采用縱骨加強(qiáng)的雙層加肋圓柱殼輻射噪聲計(jì)算方法,補(bǔ)充了縱骨對(duì)外殼板的作用力表達(dá)式,證明了當(dāng)縱骨沿圓周方向均勻排列時(shí),縱骨的存在并不會(huì)引起各階周向模態(tài)耦合作用,此時(shí)可以很方便地考慮縱骨的影響.研究了采用托板連接的雙層加肋圓柱殼水下聲輻射,實(shí)際的雙殼體潛艇結(jié)構(gòu)內(nèi)外殼板之間除了采用實(shí)肋板連接以外,還大量采用離散的支撐桿件(托板或連接桿)連接.推導(dǎo)了支撐桿

4、件速度阻抗表達(dá)式,計(jì)算出遠(yuǎn)場(chǎng)輻射聲壓.環(huán)頻率以上,在圓周方向只有部分殼體參與振動(dòng),曲率對(duì)潛艇結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的影響可以忽略,采用平板振動(dòng)模型計(jì)算潛艇結(jié)構(gòu)在環(huán)頻率以上的水下聲輻射,平板在縱向和圓周方向的運(yùn)動(dòng)均為波動(dòng)形式.研究了實(shí)肋板連接的雙層加筋平板水下聲輻射,將已有的單層加筋平板水下聲輻射計(jì)算方法<'[70]>推廣到求解雙層加筋平板水下聲輻射問(wèn)題.首先考慮空間諧分布載荷作用,利用結(jié)構(gòu)周期性特點(diǎn),寫(xiě)出加強(qiáng)筋作用力表達(dá)式,利用加強(qiáng)筋和平板變形協(xié)調(diào)條