浸没在流场中的双壳结构波动特性.pdf

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1、第35卷第3期2013年3月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．35，No．3Mar．，2013浸没在流场中的双壳结构波动特性张玲1，吴宏悦2，计方2'3(1．海军装备部，北京100841；2．中国舰船研究院，北京100192；3．哈尔滨工程大学，黑龙江哈尔滨150001)摘要：以浸没在流体声介质中的双层圆柱壳为研究对象，给出了静压下双壳流固耦合系统频散方程，基于Muller-Newton法和围线积分法分别开展了实数域和复数域频散方程的计算。探索了静水压力对双壳频散特性和输入功率流的影响规律。在此基础上，分析了不同周向模态下双壳结构波

2、的传递性质。结果表明：4．5MPa静水压力降低了高阶周向模态下低阶波的传播速度；在n=0时静水压力增大了输人功率流的峰值；各种传播波随着无量纲频率的增加表现为弯曲波、拉伸波和扭转波等形式。关键词：双层圆柱壳；静水压力；频散特性；输入功率流；波动特性中图分类号：U661．44文献标识码：A文章编号：1672—7649(2013)03—0040—05doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2013．03．009FluctuationcharacteristicsofdoublecylindricalshellsubmergedinflowfieldZH

3、ANGLin91，WUHong—yue2，JIFan92，3(1．DepartmentofNavalArmament，Beijing100841，China；2．ChinaShipResearchandDevelopmentAcademy，Beijing100192，China；3．HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Abstract：Takingdoublecylindricalshellsubmergedinsoundintermediateasinvestigatedsubject，thedispers

4、ionequationofliquid—solidcoupleddoublecylindricalshellunderhydrostaticpressureisdeduced．ThecalculationofdispersionequationinrealnumberfieldandcomplexnumberfieldarecarriedoutthroughMuller-Newtonmethodandweddingintegralmethod．Theinfluencesofhydrostaticpressureonitsdispersioncharacteristi

5、csandinputpowerflowarediscussed．Furthermore，wavepropagationcharacteristicsofdoublecylindricalshellunderdifferentcircumferentialmodals．Theresultshowsthatthelowerorderwavevelocityisreducedby4．5MPahydrostaticpressureunderhigherordercircumferentialmodal，andthepeakvalueofinputpowerflowisenh

6、ancedat／7,=0．Thewavesarepropagatedthroughflexuralwave，longitudinalwaveandtensionalwavewiththegrowthofdimensionlessfrequency．Keywords：doublecylindricalshell；hydrostaticpressure；dispersioncharacteristics；inputpowerflow；fluctuationcharacteristics0引言圆柱壳在船舶、航空、石油、化工及其他工业中广泛的应用，双壳结构振动、噪声以波的形

7、式向远处传播，其本质是能量的传播‘卜3

8、。水下航行器收稿日期：2013一01—04基金项目：中国博士后科学基金资助项目(2012M520713)作者简介：张玲(1965一)，女，高级工程师，主要从事装备管理。以及一些高压输液管道本身受到流体静压力的作用，静压力会对双壳振动特性产生一定的影响H1。因此，探索静压力对浸没在流场中双壳结构波动特性的影响，对于双壳结构的减振降噪具有一定的参考价值。第3期张玲，等：浸没在流场中的双壳结构波动特性·41·本文以浸没在流体声介质中的双层圆柱壳为研究对象，将静水压力对壳体产生的应力以预应力的方式计人到壳体振动方程当中，推导了静压