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1、船舶结构建模及水下振动和辐射噪声预报9 文章编号:1006-1355(2003)06-0009-04船舶结构建模及水下振动和辐射噪声预报1,21彭 旭,骆东平(1.华中科技大学 武汉 430074;2.中国船舶重工集团第719所 武汉 430064) 摘 要:船舶动力系统的振动通过壳板向水下辐射的噪声的预报一直是非常关键的问题。船舶的声学设计建立在一体化的概念下,本文基于船体与周围声学流体介质耦合作用,建立了带有浮筏结构的动力装置的整个双层壳体船舶的FEM/BEM数学模型。首先利用有限元软件ANSYS建立了水下船舶结构的振动
2、和声场耦合的模型,计算在模拟动力设备激励下船舶壳板的振动,然后利用边界元软件SYSNOISE,对轻外壳面上的法向声强进行预报。关键词:振动与波;声振耦合;双层壳体;有限元;边界元;中图分类号:TB53 文献标识码:ATheModelingoftheShipandNumericalSimulationofCoupledVibro2acousticBehaviorbyFEM/BEM1,21PENGXu,LUODong2ping(1.HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430
3、074,China;2.No.719ResearchInstitute,ChinaShipbuildingIndustryCorp.,Wuhan430064,China)Abstract:Predictionofthecoupledvibrationandacousticradiationfromtherealshipisakeyprobleminthenavalengineering.Theacousticdesignandcomputationmustbedoneintheintegrationconcepts.Forthe
4、wholedouble-shellshipequippedwithmulti-floorisolationdevicesforthepowerset,theoreticalFEM/BEManalysisofthestructuralvibration,fluid-structureinteractiondynamics,andtheexteriorfieldpressureradiationhasbeensummarized.ThewholeshipismodeledbythefiniteelementsoftwareANSYS
5、.Thewetmodesandcoupledvibrationvelocityaresimulated.Then,theve2locityoftheoutersurfaceisdrawnoutandsetastheboundarycondition.Thenormalacousticintensi2tyoftheoutersurfaceiscalculatedbytheboundaryelementsoftwareSYSNOISE.Thispapergivesausefulexampleforpredictingcoupledv
6、ibro-acousticbehaviorofthegreatnavalship.Keywords:Vibrationandwave;coupledvibro2acoustic;double2shell;finiteelementmethod;boundaryelementmethod先计算船舶在真空中的振动问题,而后用表面振动引 言速度来进行声辐射计算,但这样又从物理上违背了 船舶水下辐射噪声主要分为三大类:结构噪声、流固耦合这一事实。在考虑流固耦合作用的声振研[5]螺旋桨噪声和流噪声,其中在结构噪声中,由船舶的究中,文献提
7、出在低频时将水介质对结构振动的动力装置运转引起的船体结构振动,并由船体外壳影响通过求解Laplace方程作为附加质量来考虑,向水下辐射的噪声是最主要的来源之一。在船舶低然而这样不考虑介质的压缩性,又从根本上忽略了速航行时,结构噪声是船体总辐射噪声级的主要成结构振动的声能辐射。在高频时,结构表面边界采分。因此模拟实船动力系统上的真实激励,讨论动用平面波阻抗近似,而这对大多数实际问题是不实力装置的振动通过双层船壳的传递以及向外的声辐用的。射是非常有意义的。第二个问题研究某个动力设备振动引起水下辐研究船舶由于结构振动产生的水下辐射噪声
8、,射噪声的时候,船体模型应该取得多大。在船舶这有二个问题是必须考虑的:第一个问题是船舶湿表样大型复杂结构的振动和声学预报中,不少学者对面和水之间的流-固耦合,以及双层壳体中流体的加肋板、加肋圆柱壳等结构的声振模型进行了大量影响。求解复杂结构的流固耦合问题的困难,
