水下结构声辐射特性与噪声源识别方法研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文水下结构声辐射特性与噪声源识别方法研究硕士研究生：徐仲恩指导教师：时胜国教授学科、专业：水声工程论文主审人：尚大晶副研究员哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文水下结构声辐射特性与噪声源识别方法研究硕士研究生：徐仲恩指导教师：时胜国教授学位级别：工程硕士学科、专业：水声工程所在单位：水声工程学院论文提交日期：2018年3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:ADissertationfortheDegreeofM.EngResear

2、chonAcousticRadiationCharacteristicsandNoiseSourceIdentificationMethodforUnderwaterStructuresCandidate:XuZhongenSupervisor:Prof.ShiShengguoAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:UnderwaterAcousticEngineeringDateofSubmission:Mar.2018DateofOralExamination:Mar.2018University:H

3、arbinEngineeringUniversity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

4、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、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要二十世纪以来，水声技术得到了迅速发展。为了满足现代化海洋军事战略需求，水下航行器的减振降噪成为各国诸

5、多学者研究的关键问题。在水下航行器减振降噪工程中，如何准确地在机械噪声系统中识别出起主要作用的噪声源，并从频率和空间域上查明航行器各主要噪声源的空间分布和频率特征，定量识别各主要噪声源对航行器辐射噪声的贡献大小，从而有针对性地采取有效减振降噪措施，成为安静型水下航行器研制的一项关键技术。本论文以大型水下结构辐射噪声源测试与识别研究为背景，研究了水下典型结构的声辐射特性，针对传统点源球面波扩展传递模型对结构噪声源识别的局限性，开展了基于单元辐射叠加法振声传递模型的噪声源识别方法研究。具体内容如下：单元辐射叠加法（ElementRadiationSuperpositionMe

6、thod，ERSM）是一种快速预报大型水下结构辐射声场的方法。根据单元辐射叠加原理，开展基于单元辐射叠加法的声传递建模方法理论研究，得到了典型结构表面活塞辐射声场的解析表达式。利用解析法和单元辐射叠加法研究了空气和水中矩形板、圆柱壳等典型结构振动的声辐射特性，介绍了模态叠加和薄壳振动理论，对比了空气和水两种介质中矩形板、圆柱壳辐射特性。分析了单元辐射叠加法的适用频率范围和准确性，用解析法、数值法、单元辐射叠加法三种方法，计算了矩形板、圆柱壳结构振动表面法向振速和辐射声压，计算结果的一致验证了单元辐射叠加法振声传递模型的正确性。本文阐述了广义逆波束形成算法基本原理和Tikh

7、onov正则化方法，根据规则障板表面活塞辐射声场的解析表达式建立目标结构表面声源与接收基阵之间的振声传递矩阵，代替传统点源球面波扩展传递矩阵，克服了传统点源球面扩展声传播模型的局限性，解决了复杂结构声源声传播模型的精细化表征问题；其次，开展了基于振声传递矩阵的广义逆波束形成方法理论研究，通过理论仿真对比分析了上述两种不同传递矩阵的广义逆波束形成算法对结构噪声源识别效果，探究了不同参数对算法识别性能的影响；针对矩形板结构，对比了基于振声传递矩阵的广义逆波束形成和平面近场声全息；最后，开展了空气固支板结构振动定位识别实验，实验结果