本文關(guān)鍵詞：基于傳播波的結(jié)構(gòu)振動(dòng)聲輻射分析研究

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【摘要】：船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物的聲輻射特性分析一直是研究的熱門(mén)課題。聲波波動(dòng)方程的穩(wěn)態(tài)平面波解分為傳播波和倏逝波,對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)聲輻射而言,倏逝波是結(jié)構(gòu)振動(dòng)的亞聲速波引起的非輻射波,只對(duì)近場(chǎng)聲壓有貢獻(xiàn)。而傳播波由普通平面波疊加而成,是結(jié)構(gòu)振動(dòng)的超聲速波引起的輻射波,對(duì)近場(chǎng)聲壓和遠(yuǎn)場(chǎng)聲壓都有貢獻(xiàn),在遠(yuǎn)場(chǎng)只能測(cè)到傳播波。所以在振動(dòng)體結(jié)構(gòu)表面分離出傳播波和倏逝波對(duì)于分析和控制輻射到遠(yuǎn)場(chǎng)的聲波具有很重要的研究?jī)r(jià)值。本文依次完成如下各項(xiàng)內(nèi)容： 綜述了國(guó)內(nèi)外關(guān)于結(jié)構(gòu)聲學(xué)數(shù)值計(jì)算以及由傳播波引起的超聲速聲強(qiáng)研究的相關(guān)文獻(xiàn)和主要研究成果。 結(jié)合有限元法,詳細(xì)闡述了Mindlin板彎曲理論,建立Mindlin板單元有限元模型,利用有限元法計(jì)算了四周簡(jiǎn)支板在真空中的固有頻率與振型,驗(yàn)證了有限元模型的可靠性。 介紹了邊界元計(jì)算方法以及適用于計(jì)算嵌在無(wú)限大剛硬障板上板狀結(jié)構(gòu)的Rayleigh積分。采用四周剛固板模型驗(yàn)證了Rayleigh積分程序的可靠性。 解釋了傳播波和倏逝波的成因以及傳播波產(chǎn)生的超聲速聲強(qiáng)概念的由來(lái)。詳細(xì)介紹了矩形簡(jiǎn)支板表面輻射模態(tài)、邊界輻射模態(tài)和角輻射模態(tài)三種輻射模態(tài)形式,不同的輻射模態(tài)形式對(duì)應(yīng)著超聲速聲強(qiáng)不同的區(qū)域分布情況。闡述了基于角譜理論的超聲速聲強(qiáng)計(jì)算方法以及在空間域超聲速聲強(qiáng)計(jì)算方法。 基于傳播波對(duì)板結(jié)構(gòu)聲輻射進(jìn)行振動(dòng)模態(tài)(聲輻射模態(tài))分析研究,得出只考慮傳播波貢獻(xiàn)時(shí)的模態(tài)聲輻射特性(法向振速、聲壓、聲強(qiáng)等)。將邊界元方法與空間域?yàn)V波方法相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)倏逝波聲場(chǎng)和傳播波聲場(chǎng)的分離。采用濾波函數(shù)(波數(shù)積分的空間域形式函數(shù))在頻率-空間域直接實(shí)現(xiàn)濾波過(guò)程。 利用空間域超聲速聲強(qiáng)的表達(dá)式,首先對(duì)矩形簡(jiǎn)支板的一維輻射模態(tài)進(jìn)行了計(jì)算和探討。然后進(jìn)行二維輻射模態(tài)分析,把矩形簡(jiǎn)支板固定模態(tài)下的振型作為節(jié)點(diǎn)的速度模式,將表面的法向振速、聲壓分別與二維濾波函數(shù)進(jìn)行卷積運(yùn)算,得到同時(shí)考慮傳播波和倏逝波貢獻(xiàn)的有功聲強(qiáng)和只考慮傳播波貢獻(xiàn)的超聲速聲強(qiáng)。對(duì)板厚進(jìn)行變化從而改變特定模態(tài)形式下板的固有頻率,導(dǎo)致輻射模態(tài)形式的改變,驗(yàn)證了輻射模態(tài)理論。對(duì)若干固有頻率下點(diǎn)力激勵(lì)的矩形簡(jiǎn)支板有功聲強(qiáng)和超聲速聲強(qiáng)進(jìn)行對(duì)比,計(jì)算出板表面的輻射聲功率。對(duì)濾波處理前后輻射聲功率的計(jì)算表明倏逝波不對(duì)輻射聲功率產(chǎn)生貢獻(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：U661.44

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 黎勝,趙德有;半空間內(nèi)結(jié)構(gòu)聲輻射研究[J];船舶力學(xué);2004年01期

2 張輝;張新波;;《船上噪聲等級(jí)規(guī)則》修訂案解析及應(yīng)對(duì)措施[J];船舶標(biāo)準(zhǔn)化工程師;2013年01期

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本文編號(hào)：1175263