浅海波导中弹性结构声辐射预报方法研究

《浅海波导中弹性结构声辐射预报方法研究》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：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文浅海波导中弹性结构声辐射预报方法研究硕士研究生：钱治文指导教师：商德江教授学科、专业：水声工程论文主审人：张揽月副教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文浅海波导中弹性结构声辐射预报方法研究硕士研究生：钱治文指导教师：商德江教授学位级别：工学硕士学科、专业：水声工程所在单位：水声工程学院论文提交日期：2018年2月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissert

2、ationfortheDegreeofM.EngResearchonAcousticRadiationPredictionMethodforCylindricalShellintheShallowWaterCandidate:QianZhiwenSupervisor:Prof.ShangDejiangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringDateofSubmission:February,2018DateofOralExamination:March,201

3、8University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，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承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保

4、护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、

5、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要目前，关于水下弹性结构振动特性和声辐射的研究，大都把外部流体环境考虑为自由场和半空间流体，对于具有海面和海底上下边界的浅海波导中弹性结构声辐射预报，目前尚无高效可靠的研究方法。为此，本文通过结合多物理场耦合计算有限元法、波叠加法和浅海波导声传输函数，建立了三维浅海波导中弹性结构声辐射预报理论模型，提出了一种浅海波导中弹性结构声辐射快速预报方法：联合波叠加法，该方法首先根据给定浅海波导中辐射体表面的振动速度信息和浅海波导传输函数来求解结构内部虚拟源强度

6、，然后再求解各虚拟源的叠加声场，以等效替代弹性结构的辐射声场。联合波叠加法的核心在于虚拟源的优化配置，但虚拟源配置和振动数据提取过程涉及诸多因素的影响，各因素对声场计算精度影响显著，很有必要单独分析各因素对结构辐射声场计算精度的影响规律，以提高波叠加法声场计算的准确度。本文以浅海波导中脉动球辐射声场问题为例，编写了浅海波导中结构声辐射计算程序，研究分析了源面几何类型、尺寸，虚拟源数目以及数据误差等因素对浅海波导中结构声辐射波叠加法计算的精度影响，经与解析解对比分析得出：为了在整个距离上达到较高的计算精度，源

7、面与结构面最好共形；源面与结构尺寸缩比在0-0.8之间，且源面与结构表面节点数比值控制在0.5-1范围内；当结构表面振动信息含有误差时，采用Tikhonov正则化以及L曲线后验参数选取法能够极大波叠加法计算的稳定性和准确性。选择最优的波叠加参数进行虚拟源的优化配置以后，本文进行了理想浅海波导中典型弹性圆柱壳结构辐射声场计算。分别从有限元法和解析法两方面验证了该方法的正确性后，从浅海波导中辐射源、环境影响和辐射声场测量的角度研究分析了浅海波导中弹性圆柱壳声辐射特性，阐释了进行浅海波导中结构声辐射研究的必要性。

8、研究结果表明，仅在低频浅海波导中弹性结构可近似等效为点源，浅海波导上下边界对声场产生显著的耦合影响，高频段的空间声场指向性分布尤为明显，采用该方法模拟垂直线列阵进行浅海波导中结构辐射声功率测量时，测量结果受到浅海波导环境边界和潜深的影响较大。关键词：浅海波导；波叠加法；圆柱壳；振动特性；声辐射预报ABSTRACTItcanbeadifficultproblemtopreciselypredictthesoundf