分析模型选取对螺旋桨脉动激励引起水下结构振动与声辐射影响研究

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1、万方数据振动与冲击第31卷第7期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCKVol31No72012_l__，I●lll__l__llI-II__--I--l●__●__________l_●●Il____ll---_______________________●●●l●■■●_______分析模型选取对螺旋桨脉动激励引起水下结构振动与声辐射影响研究王志伟1’3，曹贻鹏2，张文平2，刘文帅3(1．哈尔滨工程大学水声工程学院，哈尔滨150001，2．哈尔滨工程大学动力与能源工程学院，哈尔滨150001，3．大连测控技

2、术研究所．大连116013)摘要：由于激振力作用位置的原因，目前关于水下结构振动与辐射噪声特性问题的分析模型多选用舱段或尾部结构。本文用有限元／直接边界元方法，分析螺旋桨一轴系—壳体结构这一典型的尾部受迫振动问题，研究不同模利选取对结构振动及声辐射特性的影响，分析表明，用局部模型将对结构的振动特性、辐射声压分布等特性产生影响，分析结果中略掉了较多结构振动模态，导致分析结果不全面，对于水下结构的振动响应分析，建议采用整体结构作为分析模型。关键词：螺旋桨激振力；振动；辐射噪声；水下结构；轴系振动中图分类号：U661．44文献标

3、识码：AEffectofanalysisroodelselectiononunderwaterstructurevibrationandacousticradiationcausedbypropellerdisturbingforceWANGzht一协e}”，CAoYi-pen91。zHANGWen-pin92，LlUWen—shuai

4、(1．CollegeofUnderwaterAcousticEngineering，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China；2．Col

5、legeofPowerandEnergyEngineering，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001。China；3．DalianControlandTestInstitute，Daliall116013，China)Abstract：Becauseoftheactionlocationofdisturbingforce，thecabinandsternmodelswereoftenchosen嬲ananalysismodelforunderwaterstructurevibra

6、tionandacousticradiation．Here，thefiniteelementanalysisandthedirectboundaryelementanalysiswel'eadopted，thepropeller，shaftingandshellstructurewerecoupledtogetherasatypicalmodel，theeffectofdifferentanalysismodelselectiononunderwaterstructurevibrationandacousticradiat

7、ionwascalculated．Theresultsshowedthatthestemmodelhaslargeeffectsonstructurevibrationfeaturesandunderwatersoundpressuredistribution；but，somestructuralvibrationmodesaleignored，thisleadstoanimperfectanalysis；inordertoanalyzetheunderwaterstructurevibrationresponsesper

8、fectly，themodelofthewholeunderwaterstructuremustbeadopted．Keywords：propellerdisturbingforce；vibration；acousticradiation；underwaterstructure；vibrationofshafting目前，水下结构减振降噪工作越来越受到重视，国内外学者在水下结构振动噪声分析模型选用及分析方法方面做了大量工作旧“1，由于船体尾部结构所处位置的原因，在水下航行器行进过程中同时承受主动力机械激励、螺旋桨轴承力激励

9、、螺旋桨水动力激励等多种激振源作用，振动及辐射噪声特性复杂，被公认为应优先进行振动控制的部位一‘1“。针对低频段尾部结构水下辐射噪声问题，目前较多文献计算分析模型选取尾部结构或舱段结构，且计算边界多选用简支或固支。船体作为一个弹性结构，将其分割并加以边界约束会改变结构的振动特性与声辐射特性。因此，计算模