本文關(guān)鍵詞：基于傳播波的結(jié)構(gòu)振動聲輻射分析研究

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【摘要】：船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物的聲輻射特性分析一直是研究的熱門課題。聲波波動方程的穩(wěn)態(tài)平面波解分為傳播波和倏逝波,對結(jié)構(gòu)振動聲輻射而言,倏逝波是結(jié)構(gòu)振動的亞聲速波引起的非輻射波,只對近場聲壓有貢獻。而傳播波由普通平面波疊加而成,是結(jié)構(gòu)振動的超聲速波引起的輻射波,對近場聲壓和遠場聲壓都有貢獻,在遠場只能測到傳播波。所以在振動體結(jié)構(gòu)表面分離出傳播波和倏逝波對于分析和控制輻射到遠場的聲波具有很重要的研究價值。本文依次完成如下各項內(nèi)容： 綜述了國內(nèi)外關(guān)于結(jié)構(gòu)聲學(xué)數(shù)值計算以及由傳播波引起的超聲速聲強研究的相關(guān)文獻和主要研究成果。 結(jié)合有限元法,詳細闡述了Mindlin板彎曲理論,建立Mindlin板單元有限元模型,利用有限元法計算了四周簡支板在真空中的固有頻率與振型,驗證了有限元模型的可靠性。 介紹了邊界元計算方法以及適用于計算嵌在無限大剛硬障板上板狀結(jié)構(gòu)的Rayleigh積分。采用四周剛固板模型驗證了Rayleigh積分程序的可靠性。 解釋了傳播波和倏逝波的成因以及傳播波產(chǎn)生的超聲速聲強概念的由來。詳細介紹了矩形簡支板表面輻射模態(tài)、邊界輻射模態(tài)和角輻射模態(tài)三種輻射模態(tài)形式,不同的輻射模態(tài)形式對應(yīng)著超聲速聲強不同的區(qū)域分布情況。闡述了基于角譜理論的超聲速聲強計算方法以及在空間域超聲速聲強計算方法。 基于傳播波對板結(jié)構(gòu)聲輻射進行振動模態(tài)(聲輻射模態(tài))分析研究,得出只考慮傳播波貢獻時的模態(tài)聲輻射特性(法向振速、聲壓、聲強等)。將邊界元方法與空間域濾波方法相結(jié)合,實現(xiàn)倏逝波聲場和傳播波聲場的分離。采用濾波函數(shù)(波數(shù)積分的空間域形式函數(shù))在頻率-空間域直接實現(xiàn)濾波過程。 利用空間域超聲速聲強的表達式,首先對矩形簡支板的一維輻射模態(tài)進行了計算和探討。然后進行二維輻射模態(tài)分析,把矩形簡支板固定模態(tài)下的振型作為節(jié)點的速度模式,將表面的法向振速、聲壓分別與二維濾波函數(shù)進行卷積運算,得到同時考慮傳播波和倏逝波貢獻的有功聲強和只考慮傳播波貢獻的超聲速聲強。對板厚進行變化從而改變特定模態(tài)形式下板的固有頻率,導(dǎo)致輻射模態(tài)形式的改變,驗證了輻射模態(tài)理論。對若干固有頻率下點力激勵的矩形簡支板有功聲強和超聲速聲強進行對比,計算出板表面的輻射聲功率。對濾波處理前后輻射聲功率的計算表明倏逝波不對輻射聲功率產(chǎn)生貢獻。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U661.44

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 黎勝,趙德有;半空間內(nèi)結(jié)構(gòu)聲輻射研究[J];船舶力學(xué);2004年01期

2 張輝;張新波;;《船上噪聲等級規(guī)則》修訂案解析及應(yīng)對措施[J];船舶標準化工程師;2013年01期

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本文編號：1175263