部分浸没弹性结构的声振特性研究

《部分浸没弹性结构的声振特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号学号M201271446学校代码10487密级硕士学位论文部分浸没弹性结构的声振特性研究学位申请人：金晖学科专业：船舶与海洋结构物设计制造指导教师：朱翔副教授答辩日期：2015年05月AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheResearchonVibrationandSoundRadiationofPartiallySubmergedElasticStructureCandidate:JinHuiMajor:Designand

2、ConstructionofNavalArchitectureandOceanStructureSupervisor:AssociateProf.ZhuXiangHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人

3、承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要对于大部分水面船舶和海洋结构物，都是部分浸没在水中，可以认为是部分浸没的弹性结构

4、。当分析这种部分浸没结构的声振特性时，有必要考虑自由液面对其振动和声学特性的影响，然而以往的讨论则主要关注无限大水域中结构的振动和声学特性，不考虑自由液面的影响。随着水面船舶的振动和噪声性能的日益受重视，开展部分浸没弹性结构的振动和声学特性研究对于预报和控制此类结构的振动和噪声性能就显得非常有意义。本文首先以水平浸没在水下一定深度的平板为对象，采用薄板理论建立了四周简支平板的动力学方程，使用模态叠加法给出振动位移解，利用Helmholtz--Huygens辐射积分描述薄板的水下辐射声场。由于自由液面的存在水面形成了反对称边界，因此采用“镜像法”构造了半空间的格林函数，

5、结合声固耦合面的速度边界条件推导出了近水面水平简支平板的辐射声功率的解析表达式。求解了近水面水平浸没平板的辐射声功率，并与基于有限元和边界元的数值法进行了对比，表明两种方法吻合较好，互证其可靠性，然后讨论了平板相距自由液面不同的高度对其辐射声场的影响。对于部分垂直浸没在水中的平板结构，通过构造反对称边界条件来考虑“自由液面”的影响，采用有限元法结合间接边界元法研究其振动和声辐射特性。首先计算了悬臂平板在不同浸没深度下的固有频率和模态振型，并与已有文献的数据进行对比分析，验证该数值方法的正确性，然后对半浸没悬臂板的声辐射特性展开计算，进一步讨论了载荷位置以及浸没深度对平

6、板的振动和声辐射性能的影响。研究表明：水中平板的固有频率随着浸没深度的增加而减小，载荷位置对平板的辐射声功率级有影响而且和频率有关，平板辐射声功率随着浸没深度的增加而增大，低频段的辐射声功率曲线的峰值随着深度增大有向低频移动的趋势。水面船舶可以认为是部分浸没在水中的板壳组合结构，机械振动引起的水下辐射噪声是船舶低频段主要的噪声源。本文针对水面船舶的舱段结构，采用有限元结I华中科技大学硕士学位论文合边界元法，考虑自由液面的影响，计算了舱内不同设备开启时的辐射噪声，通过单机和多机开启工况的分析，获得了主要声源设备在单机开启时的频率特征以及辐射噪声水平，并通过多机辐射噪声的

7、对比分析，得到了舱段内主要的动力设备源，为降低机械设备的辐射噪声提供了参考。关键词：平板舱段部分浸没声辐射自由液面有限元间接边界元II华中科技大学硕士学位论文AbstractMostofthemarinestructuresandships,arepartiallysubmergedinwater,whichcanberegardedaspartiallysubmergedelasticstructures.Whileresearchingonthevibro-acousticcharacteristicsofthesestructures,itis