详情

原文传递水下航行体声振预报及特性分析

论文题名：	水下航行体声振预报及特性分析
关键词：	水下航行体;声振预报;有限元模型;激励载荷
摘要：	水下航行体在航行时产生的振动和噪声，一直是各国研究的重点。在水下航行体设计及建造阶段开展结构水下噪声特性预报评估，及时发现结构噪声设计存在的问题就变得十分重要。结构声振预报方法一般包括解析法，工程估算法，数值计算法。解析法适用于简单结构的水下噪声预报；工程估算法可用于相似结构的水下噪声预报；数值计算方法，特别是有限元法、边界元法、FEM/BEM法等数值计算方法的出现，为结构水下噪声预报提供了丰富的研究手段。随着航行体速度的增加，水动力噪声是水下航行体较大航速时的主要噪声源。本文以一个实际航行体结构为研究对象，对其机械设备载荷获取方法，机械声振预报及水动力噪声预报方法进行研究。　　本文首先建立一个实际航行体结构的有限元模型，由模态实验修正动力舱段有限元模型，保证有限元模型的可靠性。　　针对航行体结构声振预报的输入设备激励载荷进行研究。首先基于频域载荷识别理论以及舱段冷车实验有限元模型，进行载荷识别仿真实验。讨论影响识别精度的因素，用正则化方法处理逆问题中的病态特性，将条件数作为正则化求解的判定依据，计算不同条件数下的正则化结果，提出了对不同病态程度的频段选择不同条件数进行正则化处理的方法。根据舱段冷车实验响应，由仿真实验的激励力获取以及正则化方法，得到舱段等效激励力。基于设备内源特性不变，把激励力施加在航行体模型上，计算其振动响应并与热车实验数据进行对比，误差表明这种预报方法的可行性。　　水动力噪声是水下航行体较大航速时的主要噪声源。本文首先基于大涡模拟湍流模型计算航行体的绕流流场信息，采用边界元法求解流噪声声场信息，并讨论不同来流速度下的流噪声。其次研究了流固耦合作用下航行体结构振动向外辐射的流激噪声，把航行体表面的流场脉动压力施加在航行体上，求出结构的振动速度，进而求出流激振动产生的噪声。最后对比了机械噪声、流噪声、流激噪声三者之间的关系。
作者：	闫昱全
专业：	动力工程
导师：	靳国永
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文