水下圆锥双壳结构振声分析及减振优化.pdf

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1、第36卷第3期舰船科学技术V01．36，No·32014年3月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYMar．，2014===：：==：：===========================================水下圆锥双壳结构振声分析及减振优化徐志亮，翁章卓(中国舰船研究设计中心，湖北武汉430064)摘要：联合使用虚拟质量法和一般流固耦合有限元方法，分析某水下圆锥双壳结构在螺旋桨纵向激励下的振动情况，并用边界元方法进行声学计算。这种分析方法既能有效地计入内外流场对结构振动的影响，又避免

2、了复杂的外场流体建模工作。此外，通过计算验证了液压动力减振器对降低螺旋桨纵振引发的辐射噪声具有良好效果。在理论方案的基础上提出一个简单可行的减振器参数优化方案，经过优化，进一步降低结构的辐射噪声。关键词：流固耦合；虚拟质量法；辐射声功率；液压动力减振器中图分类号：U661．44文献标识码：A文章编号：1672—7649(2014)03—0019—05doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2014．03．004Vibrationandacousticanalysisofasubmergedc

3、onicaldoubleshellstructureandvibrationoptimizationXUZhi-liang，WENGZhang—zhuo(ChinaShipDesignandResearchCenter，Wuhan430064，China)Abstract：Researchonthevibrationresponseasubmergedconicaldoubleshellstructuresubjectedtoasinusoidallongitudinalforcefromthepropell

4、erismade，withthecombinationoffluid—solidcouplingFEMandvirtualmassmethod，andusingtheBEMitssoundradiationcharacteristicsisgotThismethod，unionoftheFEMandvirtualmethod，isveryeffectivetoanalysistheproblemsconcerninginnerandouterfiledcoupling．Thismethodavoidedcom

5、plexmodelconstructionofthefluidoutofstructure．Throughcalculation，theeffectivenessoftheSO-calledresonancechanger，ahydraulicdynamicvibrationabsorber，inreducingsoundradiationwasproved．Furthermore，basedonthetheorymethod，aeasyandfeasibleparametersoptimizationsch

6、emeoftheabsorberwasproposed，throughtheoptimizationsoundradiationpowerofthestructureloweredmore．Keywords：fluid—solidcoupling；virtualmassmethod；soundradiationpower；hydraulicdynamicvibratiOnabsorber0引言低频时，船体结构的振动声辐射预报常用有限元和边界元结合的方法来实现。商德江、何祚镛⋯较早使用Ansys和边界元软件Sy

7、snoise分析了水下双层加肋圆柱壳的模态和声辐射；姚熊亮。2。用同样的方法对一个单层加筋圆柱壳的水下振动声辐射特性进行分析，并结合实验验证该方法的有效性；徐张明”。对某双壳潜艇整体建立了声固耦合有限元模型，再在边界元软件中进行声学预报；刘晓明”。用有限元方法考虑内场流体耦合的作用分析了某船的舱内中低频噪声。然而，不论是水上水下，对象是简单的柱壳还是复杂的舰艇，综合考虑内外场流体耦合作用的振动声辐射研究却不多见。本文研究螺旋桨纵向激励下一个水下圆锥加肋双壳结构的声辐射情况，全面考虑了内外场流体对结构振动的影响

8、。水下振动问题的一个难点在于有限元模型的建立，通常要建立一个包络结构的球域流场，且要求流体与结构单元节点在流固交界面上重合，流域外表面要用吸声单元模拟无限远处的声收稿日期：2013—04—22；修回日期：2013—05—31作者简介：徐志亮(1986一)，男，助理工程师，研究方向为结构振动噪声控制。·20·舰船科学技术第36卷学边界条件。此外，由于流场巨大，当激励频率较高时计算规模将非常大。本文用虚