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圆柱壳结构振动与声学相似性计算分析
| 论文题名： | 圆柱壳结构振动与声学相似性计算分析 |
| 关键词： | 圆柱壳;振动响应;相似性计算;水下结构 |
| 摘要： | 随着壳体结构与流体耦合振动与声辐射研究的不断深入，单纯的数值计算很难解决所遇到的比较复杂的问题。而相似模型试验则为水下结构振动及辐射声场问题提供了很好的研究方式，相似理论日趋成熟，在水声工程领域，不仅可以运用相似比模型预测大型结构的振动与声辐射特性，还可以为水下结构的优化设计和减振降噪提供信息。 本文从壳体振动的有限元微分方程入手，分析了完全相似条件下模型和原型的刚度矩阵和质量矩阵的相似关系。首先分析得到了空气中圆柱壳结构的模态频率的相似关系，然后在耦合场中分析圆柱壳结构的模态，可以得到与空气中相同的模态频率的相似关系，即几何相似和材料相同时，模态频率相似比与几何缩比因子成反比；运用相似理论中的量纲分析法，也可以得到相同的结论。然后对圆柱壳结构的强迫振动响应、辐射声压进行分析，从运动方程入手，分析了壳体受径向集中力和分布力作用下的位移响应的相似比、速度响应的相似比与几何缩比因子、激励力幅值比等的关系，以及辐射声压与几何缩比因子、激励力幅值比、无量纲距离相似比等的关系；运用量纲分析法，可以得到满足响应相似、声压相似的相似准则数。最后通过数值仿真验证了完全相似条件下的模态特性、振动响应的相似关系，并指出当模型与原型辐射效率相等时，远场声压指向性相同；对产生厚度畸变的模型，则通过有限元预测系数法回归了模态频率预测系数与厚度相似比的关系。 |
| 作者： | 马丽 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 王绪明;吴卫国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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