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无人艇水下声辐射预报及控制研究
| 论文题名： | 无人艇水下声辐射预报及控制研究 |
| 关键词： | 无人艇;水下声辐射;预报方法;基座振动 |
| 摘要： | 随着各国争夺海洋资源以及发展海上军事力量的不断增强，我国也加大了对海上军事力量的建设。无人艇是一种小水面舰艇，已经逐渐成为海上军事力量中不可忽视的新兴力量，主要执行危险性极高，灵活性极强的特殊任务，以其军事性用途尤为突出，因此，无人艇声隐身性的研究至关重要。水下声辐射是影响无人艇声隐身的关键因素。因此，本文针对无人艇这种特殊舰艇开展了水下声辐射研究工作，主要研究内容如下： 首先，本文基于FE/BEM法，采用ABAQUS结合VIRTUAL.LAB的方法对低频段(25-500Hz)内平板在空气中以及半无限水域中的振动和声辐射进行仿真。并与已有文献的仿真值和水下噪声测试值相比，对比结果发现与文献中的仿真值和实验值吻合良好，从而验证了本文采用的仿真方法的可靠性和正确性。 其次，对无人艇水下声辐射，本文给出一套全频段预报方法。首先，基于上文预报方法，对无人艇低频段(25-250Hz)水下声辐射进行预报，总声压级为141.2dB。其次，采用SEA法对中高频段(250-20000Hz)水下声辐射进行预报，分别建立了加筋和非加筋两种模型，其中，预报加筋模型总声压级为147.37dB，非加筋模型总声压级为137.92dB。本文采用加筋模型进行下一步减振降噪工作。 然后，对无人艇基座振动能量关于板厚和内损耗因子的一阶灵敏度进行理论推导和数值分析。MATLAB程序计算结果表明：随着板厚h增加，底板子系统振动能量先增后减。随着内损耗因子?增大，底板子系统能量急剧减小，并且当??0.02时其能量值缓慢减少最终不变。并将MATLAB程序与VA One软件仿真结果进行对比，两者计算结果吻合良好。同时进一步分析底板子系统能量关于腹板厚度h2和内损耗因子?2的一阶灵敏度，并采用有限差分法对推导灵敏度公式的程序进行验证，结果一致。说明程序的可靠性及正确性，为下一步实船减振降噪提供参考依据。 最后，开展了无人艇水下辐射噪声控制研究。基于简化 Z型基座灵敏度分析程序及本文给出的全频预报方法对无人艇基座进行声学设计，提出了两种控制方案：方案一，将基座腹板厚度由原始的8mm改为20mm，无人艇水下近场总声压级低频段和中高频段分别降低2.61dB和2.88dB；方案二，基座腹板敷设12mm的约束阻尼，结果表明，低频降噪效果不明显，中高频总声压级降低3.22dB。 |
| 作者： | 周雍 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 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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