海底潛標(biāo)系統(tǒng)依其所具有的穩(wěn)定性能,能夠長(zhǎng)時(shí)間置于海水中,對(duì)水文監(jiān)測(cè)、潮汐變化、氣象預(yù)報(bào)、地殼運(yùn)動(dòng)等信息進(jìn)行收集,是良好的海洋觀測(cè)系統(tǒng)。本文以海底噪聲監(jiān)測(cè)潛標(biāo)為研究對(duì)象,對(duì)噪聲監(jiān)測(cè)潛標(biāo)的振動(dòng)模態(tài)及流噪聲進(jìn)行了分析和研究。首先,對(duì)標(biāo)體結(jié)構(gòu)振動(dòng)模態(tài)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與仿真。利用三維建模軟件Pro/E建立潛標(biāo)框體的簡(jiǎn)化三維模型,運(yùn)用Ansys Workbench對(duì)標(biāo)體結(jié)構(gòu)的干、濕振動(dòng)模態(tài)進(jìn)行了仿真分析,并進(jìn)行了室內(nèi)以及靜水水池實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了所采用的數(shù)值模擬方法對(duì)潛標(biāo)濕模態(tài)分析的合理性。采取有限元方法對(duì)潛標(biāo)框體進(jìn)行了流固稱(chēng)合分析,分析了干、濕模態(tài)的差異,表明通過(guò)濕模態(tài)模擬對(duì)水下潛標(biāo)分析的必要性。根據(jù)仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析,對(duì)原有潛標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn),使得潛標(biāo)結(jié)構(gòu)振動(dòng)模態(tài)能夠避開(kāi)其10～1OOHz的工作頻段,提高了潛標(biāo)工作性能。同時(shí)也為研究水下結(jié)構(gòu)物的真實(shí)工況振動(dòng)模態(tài)提供了一種參考方法。其次,分別建立了球型、球錐型、加長(zhǎng)球錐型和水滴型四種潛標(biāo)模型,并對(duì)潛標(biāo)流場(chǎng)及聲場(chǎng)進(jìn)行分析。運(yùn)用Fluent進(jìn)行了潛標(biāo)外導(dǎo)流罩流場(chǎng)和聲場(chǎng)的仿真分析。分別采用RNG流體模型和大渦（LES）流體模型對(duì)潛標(biāo)外導(dǎo)流罩流場(chǎng)在定常流動(dòng)和非定... 

【文章來(lái)源】：山東科技大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１聲源分類(lèi)示意圖??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｏｕｎｄ?ｓｏｕｒｃｅ?ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ??

是否會(huì)受到干擾，而外部導(dǎo)流罩決定著潛標(biāo)在水中工作受海流影響時(shí)，流噪聲??的大小，這一指標(biāo)決定了潛標(biāo)內(nèi)部水聽(tīng)器接收信號(hào)的精度以及潛標(biāo)整體隱蔽性。??由此可見(jiàn)潛標(biāo)結(jié)構(gòu)中這兩部分的重要性。圖３－１為潛標(biāo)結(jié)構(gòu)模型圖。??本章下面將針對(duì)標(biāo)體結(jié)構(gòu)振動(dòng)模態(tài)進(jìn)行分析并有針對(duì)的提出改進(jìn)措施，在??第四章針對(duì)外部導(dǎo)流罩流噪聲進(jìn)行分析。??？—導(dǎo)鮮??１??＿丨丨Ｉ?＂＂丨—??儀器艙??圖３－１潛標(biāo)結(jié)構(gòu)模型示意圖??Ｆｉｇ．?３－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｕｂｓｕｒｆａｃｅ?ｂｕｏｙ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌ??３．２標(biāo)體模態(tài)仿真分析方法??采用流固耦合的數(shù)值模擬方式進(jìn)行標(biāo)體濕模態(tài)仿真分析，首先通過(guò)三維建??模軟件Ｐｒｏ／Ｅ建立標(biāo)體框體三維模型，實(shí)際中標(biāo)體框體主要由封頭板，側(cè)邊框，??底板組成，加工法蘭面并用螺栓緊固連接，屬于固定約束結(jié)構(gòu)，因此建模時(shí)考??慮為了方便后面的有限元模態(tài)分析，節(jié)約計(jì)算時(shí)間，將整個(gè)標(biāo)體框體模型做一??定簡(jiǎn)化處理，忽略螺栓默認(rèn)各部分之間固定牢靠，沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)后視作一個(gè)完??整的框體結(jié)構(gòu)。之后把建好的空間幾何模型通過(guò)ＡＮＳＹＳ實(shí)施模態(tài)數(shù)值模擬，??構(gòu)建網(wǎng)格后單元總數(shù)是７７４

型材料為３１６不銹鋼材質(zhì)，標(biāo)體外包絡(luò)水體設(shè)為海水屬性，即密度ｐ＝ｌ０２５?ｋｇ／ｍ３，??聲速ｃ＝１５００?ｍ／ｓ，彈性模量為０，泊松比為０，定義算法為Ｃｏｕｐｌｅｄ?ｗｉｔｈ?ｓｙｍ－ｍｅｔｒｙ，??設(shè)置求解階數(shù)為９。計(jì)算域如圖３－２所示。??ｗａａｉ??釃??酬??圖３－２潛標(biāo)框體濕模態(tài)計(jì)算域??Ｆｉｇ．?３－２?Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ?ｄｏｍａｉｎ?ｏｆ?ｗｅｔ?ｍｏｄｅ?ｏｆ?ｓｕｂｓｕｒｆａｃｅ?ｂｕｏｙ?ｆｒａｍｅ?ｂｏｄｙ??由于所建立模型需要進(jìn)行流固耦合計(jì)算，所以流固耦合邊界條件必不可少。??設(shè)置標(biāo)體框體與流體域的分界面邊界條件為ＦＳＩ?（Ｆｌｕｉｄ?Ｓｏｌｉｄ?Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ），稱(chēng)合??面可以考慮到結(jié)構(gòu)與流體之間的相互耦合作用。添加重力加速度９．８ｍ／ｓ２，并對(duì)??潛標(biāo)框體底面添加固定約束，以模擬潛標(biāo)在海水中座底工作的情況。??以上就是本次針對(duì)潛標(biāo)框體進(jìn)行振動(dòng)模態(tài)數(shù)值模擬所使用的方法以及設(shè)置??的邊界條件等。??３．３標(biāo)體模態(tài)實(shí)驗(yàn)??對(duì)標(biāo)體框體結(jié)構(gòu)在空氣及水池中進(jìn)行模態(tài)實(shí)驗(yàn)，得出其２００Ｈｚ以?xún)?nèi)的模態(tài)??頻率和模態(tài)振型，并和數(shù)值模擬分析結(jié)果做對(duì)照，以檢驗(yàn)論證數(shù)值模擬分析數(shù)??據(jù)的合理性。??實(shí)驗(yàn)中使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備己在表３－１中列出。??２８??

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