轴系激励下圆柱壳结构低频辐射噪声模式.pdf

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1、第36卷第6期舰船科学技术Vo1．36，No．62014年6月SHIPSCIENCEANDTECHNOL0GYJun．，2014螺旋桨／轴系激励下圆柱壳结构低频辐射噪声模式纪刚，谭路，周其斗(海军工程大学舰船工程系，湖北武汉430033)摘要：将潜艇简化为圆柱壳模型，以采用结构有限元耦合流体边界元方法所获得的圆柱壳结构振动响应为输入，通过波数谱展开的方法给出圆柱壳辐射声功率波数谱和与各阶环向振动相对应的辐射声功率。针对各螺旋桨／轴系激振力工况，对与各阶环向振动相对应的辐射声功率进行对比分析，获得螺旋桨／轴系激励下圆柱壳的低频主辐射噪声模式。对圆柱壳的辐射噪声模式分析表明，对轴向激振力工况，柱

2、壳的噪声辐射模式以呼吸辐射模式和弯曲辐射模式为主；对侧向激振力和垂向激振力工况，柱壳的噪声辐射模式以弯曲辐射模式为主。结论可为壳体噪声控制提供方向。关键词：声辐射；波数谱；辐射模式中图分类号：TB53；U661．44文献标识码：A文章编号：1672—7649(2014)06—0042—06doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2014．06．008Analysisonthelowfrequencyradiationmodeofunderwatercylinderexcitedbypropeller／shaftsystemjiGang，TANLu，ZHOUQi—dou(De

3、partmentofShipEngineering，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：Submarinestructureissimplifiedasacylindricalstructure．Couplingvibrationsofthecylindricalstructureobtainedfromfiniteelementmethodcombiningboundaryelementmethodareexpandedinwavenumberdomain．Spectrumofradiatedpowerinwave

4、numberdomainispredicted．Radiatedpowerassociatedtheradialvelocitieswithdifferentcircumorderscanbecalculated．Differentordersofradiatedpowerfromthesimplifiedsubmarinemodelexcitedbythesubmarinepropeller／shaftsystemarecomparedandanalyzed．Analysisshowsthatthemainradiationmodesofthecylindricalstructureare

5、breathingmodalandbendingmodalforthethrustexcitationcase，arebendingmodalforthetransversalsideforceandverticalsideforceexcitationcases．Theconclusionmayprovidesomeguidancefortheacousticreductionofsubmarinestructures．Keywords：acousticradiation；spectruminwavenumberdomain；radiationmode理研究。本文针对第3种情况进行研究。0

6、引言潜艇的振动将通过壳体向水中辐射噪声。为了由于不均匀尾流场的作用，潜艇螺旋桨在工作中控制潜艇的辐射噪声，首先要弄清引起壳体辐射噪会产生脉动激振力。螺旋桨激振力通过轴系的传递激声的振动来源，才能有针对性地对潜艇结构进行振励艇体振动并辐射噪声。螺旋桨激振力作用下的潜动控制，以实现对潜艇的辐射噪声控制。对实艇计艇辐射噪声问题是潜艇声学设计与控制中所关注的问算结果表明，潜艇在螺旋桨／轴系激振下的振动具有题。要实现对艇体辐射噪声进行控制，首先要弄清螺多模态振动特征，本文重点关注艇体结构什么形式旋桨激振力作用下艇体辐射噪声的机理。从艇体产生的振动所诱发的辐射噪声是艇体辐射噪声的主要成噪声的过程来看，对

7、艇体辐射噪声的机理研究应当包分，这属于潜艇的噪声辐射模式问题。括螺旋桨激振力产生的机理研究“J、螺旋桨／轴系对艇体辐射噪声进行研究的主要方法包括解析方法系统对激振力的传递机理研究和艇壳辐射噪声的机和数值方法。解析方法是将潜艇结构简化为具有周期加收稿日期：2013—09—29；修回日期：2014—0l一06作者简介：纪刚(1975一)，男，博士，副教授，主要从事潜艇声隐身技术研究工作。第6期纪刚，等：螺旋桨／轴