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船舶通液管线振动噪声分析与复合阻尼材料优化设计研究
| 论文题名： | 船舶通液管线振动噪声分析与复合阻尼材料优化设计研究 |
| 关键词： | 船舶设计;通液管道;振动抑制;阻尼材料 |
| 摘要： | 通液管道系统振动噪声目前已成为船舶减振降噪控制面临的主要问题。管道全频域振动噪声分析涉及流体力学、结构动力学和管道声学等多物理场,一体化的流体力学、结构动力学及声学耦合求解技术还不成熟。解决该问题主要难点有两个,一是管道系统中水动力载荷的确定较困难,如水锤效应和湍振载荷等,依靠计算流体力学获得这些载荷代价高;二是管道声振耦合数值计算时高、中、低频域(1~10KHz)动力学模型特点没有深入研究,全频域建模方法不清楚。 本文第一部分研究了实用化的简易船舶通液管道振动噪声分析一体化方法。根据文献,给出了管道系统中水动力瞬态效应载荷简化计算方法,省略管道流体力学计算过程,水动力瞬态效应载荷可直接导入后续管道声固耦合计算模型。其次,研究了管道声振耦合计算全频域动力学模型特点,给出建立管道振动噪声分析模型的方法。算例结果表明,管道系统振动噪声全频域分析是一个有限元法、混合法联合应用问题,单一的有限元模型或统计能量模型都不适用。最后,针对管道减振降噪工程设计要求,对管道贴敷特定阻尼材料,并进行了阻尼材料减振降噪效果评价。第二部分,首先通过优化设计阻尼材料在待控结构物或装置表面的位置分布与厚度,使其在指定减振降噪效果下阻尼材料用量最小,充分发挥阻尼材料作用。其次,通过对现有阻尼材料的不同配置组合,开发出新形式复合阻尼材料(Hybrid Damping Materials),如梯度阻尼材料和区域混杂阻尼材料等,使现有阻尼材料焕发新的活力。文中对给定的多种不同阻尼材料,通过对各种阻尼材料在结构物表面上拓扑分布和厚度优化,在满足指定减振要求下,设计出复合阻尼材料。建立了各种复合阻尼材料设计模型,给出相应的优化方法。算例表明这些方法具有较好工程实用价值。 |
| 作者： | 蒋亚礼 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 杨德庆 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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