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原文传递船舶结构中低频线谱振动噪声时频预报方法研究

论文题名：	船舶结构中低频线谱振动噪声时频预报方法研究
关键词：	大型船舶;船舶结构;激励载荷;结构振动
摘要：	随着经济与科技的快速发展，国际贸易往来日益频繁，航空航天、船舶等运输工具趋于大型化，所安装的机器设备尺寸也越来越大，由此带来的结构振动噪声问题变得日益严重。因此，针对如何实现大型船舶复杂结构的动态性能的准确、高效分析，特别是其结构中低频线谱振动噪声的分析预报，已经成为工程领域中亟待解决的问题。　　本文首先针对船舶结构振动噪声预报方法的发展概况进行了阐述，对其中预报分析存在的不足及难点进行了分析。分析结果表明：声学数值预报方法虽可实现计算频点处船舶振动噪声的预报分析，但其预报多采用频域模态叠加法进行，单次分析仅能实现单频点振动噪声响应的分析，计算效率较低，预报精度存在着一定的不足。针对上述问题，通过将时域预报方法引入船舶结构中低频线谱振动噪声预报分析过程，结合频域模态叠加法，形成船舶结构线谱振动噪声时频综合预报方法。首先，本文阐述了船舶结构线谱振动噪声时频预报方法的基本原理，通过数值算例初步对比分析了时域及频域预报方法的预报精度及效率。研究讨论了振动噪声时频预报载荷分析方法、船舶振动噪声时频预报模型共用及数值分析方法；其中，激励载荷分析方法包含时域及频域激励载荷分析技术，分析了时域载荷时间增量与频域载荷的频率上限，以及时域载荷时间长度与频域载荷的频率分辨率之间的关系；针对设备激励载荷未知而基座振动加速度激励已知的情况，理论推导了激励载荷阻抗分析原理，通过数值算例验证了上述原理的有效性，同时分析了不同激励加载方式对结构振动噪声数值结果的影响；研究了船舶振动噪声时频预报模型共用方法，给出了实船模型及流场建模的简化原则及方法，分析了结构振动噪声时频数值分析方法，对时频数值转换方法进行了讨论。在此基础上，总结形成了船舶结构线谱振动噪声时频预报系统化方法，采用时域预报方法可以通过单次分析实现船舶结构宽频线谱振动噪声的预报，提高数值计算的求解效率，从而提高预报结果的频率分辨率；并结合模态叠加方法实现重点频率的振动噪声及主导传递途径预报分析，提高振动噪声的求解效率及预报精度。通过数值模型对时频预报方法的预报精度及求解效率进行了数值验证。以加筋圆柱壳结构作为试验模型，开展船舶结构频带振动噪声时频综合预报方法的模型对比试验，初步验证了船舶结构中低频线谱振动噪声时频综合预报方法的有效性，为船舶结构振动噪声的定量预报及相关研究提供方法依据。最后，将船舶结构中低频线谱振动噪声时频预报方法应用于实船结构振动及水下声辐射预报，分析了船舶结构振动声辐射的分布特性及传递规律，为实船结构振动及水下声辐射预报分析提供参考。
作者：	宋红宝
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	庞福振
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文