【摘要】：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)水下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的輻射噪聲,可隨時(shí)掌握其自身輻射噪聲特性,判斷自身聲學(xué)安全距離,提高水下生存能力。一般情況下,水下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的典型結(jié)構(gòu)為加肋圓柱殼體。因此,本文以加肋圓柱殼為模型,開展其多源激勵(lì)下的聲輻射效率研究。加肋圓柱殼結(jié)構(gòu)水下聲輻射預(yù)報(bào)研究方法主要包括解析法,數(shù)值法,實(shí)驗(yàn)測(cè)試等方法。其中,解析方法主要用于簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和邊界條件,對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)難以得到解析解。數(shù)值法相對(duì)而言具有更好的適應(yīng)性,可以計(jì)算分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)的水下振動(dòng)和聲輻射問題,并且預(yù)報(bào)精確度也較高。本文研究的模型是單、雙層加肋殼體結(jié)構(gòu)。以往主要利用有限元或者有限元+邊界元方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)振動(dòng)和聲輻射預(yù)報(bào)。對(duì)于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu),有限元方法的主要問題是要滿足遠(yuǎn)場(chǎng)條件,流體區(qū)域很大,導(dǎo)致單元節(jié)點(diǎn)數(shù)多收斂慢,計(jì)算效率較低。有限元+邊界元方法可大大降低節(jié)點(diǎn)數(shù),但是其系數(shù)矩陣是頻率的函數(shù),不利于做頻率響應(yīng)計(jì)算,還存在著特征頻率失效的問題。而有限元+自動(dòng)匹配層技術(shù),在滿足一定精度要求的條件下,可大幅度提高計(jì)算效率,還避免了有限元+邊界元特征頻率失效的不足。因此,本文將采取該方法,對(duì)單、雙層加肋殼體結(jié)構(gòu)模型的聲輻射效率復(fù)雜模型進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析研究。本文的核心內(nèi)容關(guān)注的是激勵(lì)力位置及激勵(lì)方式對(duì)結(jié)構(gòu)聲輻射效率的影響。其中,關(guān)于激勵(lì)力的激勵(lì)方式,主要研究了激勵(lì)力的分布形式,如點(diǎn)力、線力、面力,以及多激勵(lì)力不同組合共同作用下結(jié)構(gòu)的聲輻射效率變化規(guī)律。通過大量的數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)比對(duì)研究,結(jié)果表明線力及面力聲輻射效率預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)一致性非常吻合,而點(diǎn)力較差,這主要是因?yàn)閷?shí)際的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒淮嬖诶硐氲狞c(diǎn)力情況,往往存在激勵(lì)平臺(tái),是一個(gè)作用線或面。由于點(diǎn)力激勵(lì)時(shí),可激勵(lì)起高階模態(tài)數(shù)多;而線力和面力激勵(lì)起的高階模態(tài)數(shù)少,主要是低階模態(tài)。因此,由于激勵(lì)起模態(tài)的顯著不同,導(dǎo)致點(diǎn)力激勵(lì)計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)有較大差距,而線力,尤其是面力情況下與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合很好。因此,未來實(shí)際工程預(yù)報(bào)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際力載荷分布形式進(jìn)行理論預(yù)報(bào)。此外,還應(yīng)考慮不同激勵(lì)力組合激勵(lì)時(shí)的空間分布位置,這也是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)聲輻射效率變化的主要因素之一,這在以后工程預(yù)報(bào)中也應(yīng)重點(diǎn)考慮。
【圖文】：

動(dòng)：緊急下潛或者上浮，通常由于高壓設(shè)備緊急排空壓載水或者發(fā)射時(shí)同樣由高壓氣體將魚雷或者導(dǎo)彈推出發(fā)射管，噪聲強(qiáng)度也機(jī)開啟或者停止主機(jī)，由于主機(jī)較大，一般共振頻率處在中低頻可以快速“越過”共振頻段，停機(jī)時(shí)也是，但通常都有一定的滯潛艇自身的特性較強(qiáng)，很容易被區(qū)分出來，因此也被用于區(qū)分潛動(dòng)噪聲：一般軍用艦只對(duì)于乘員噪聲通�？刂茋�(yán)格，而在民用船只型起重機(jī)械都是較強(qiáng)的噪聲源。般情況下主要處于低速戰(zhàn)備這一情況，70%的噪聲往往來自于主此需要對(duì)低速情況時(shí)主要機(jī)械噪聲加以監(jiān)控。對(duì)噪聲，螺旋槳上應(yīng)用大側(cè)斜螺旋槳，保證推力情況下，降低轉(zhuǎn)及葉梢和槳轂空化難以發(fā)生。其他如法國、英國采用的泵噴涵道部噪聲。而在流噪聲方面，主要對(duì)于突出結(jié)構(gòu)加以改進(jìn)，美國新移，，轉(zhuǎn)為首水平舵。對(duì)于指揮臺(tái)圍殼，則在圍殼與潛艇連接處線航速的同時(shí)降低流噪聲。俄羅斯則建造更為低矮光順的圍殼。自于丹麥 B&K 公司的商業(yè)化自噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成：

圖 1.2 國外 CIRCE 潛艇自噪聲監(jiān)測(cè)軟件界面可以明顯看出根據(jù)結(jié)構(gòu)不同位置，安裝數(shù)目不等的傳感器，部和指揮臺(tái)圍殼，主機(jī)作用處的傳感器最多，也最能反映結(jié)噪聲來源。通過整合輔助以數(shù)據(jù)處理等工具就可以實(shí)時(shí)查看操作者參考。要研究的內(nèi)容過有限元數(shù)值計(jì)算方法對(duì)多源激勵(lì)下加肋圓柱殼體的聲輻水下大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的聲輻射的情況，通過數(shù)值計(jì)算以及實(shí)驗(yàn)圓柱殼結(jié)構(gòu)為代表的水下潛器聲輻射預(yù)報(bào)做準(zhǔn)備。背景以及研究現(xiàn)狀，更好的把握論文的應(yīng)用領(lǐng)域。首先找出聲輻射效率的定義，總結(jié)部分經(jīng)典理論在計(jì)算聲輻對(duì)本文所采用的自動(dòng)匹配層和完美匹配層，需要明確其應(yīng)用情況和局限性，并簡(jiǎn)單說明網(wǎng)格劃分問題。解決之前雙層殼體雙側(cè)耦合問題，針對(duì)單、雙層圓柱殼體，
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U674.76;U661.44

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