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舱段模型试验中的刚体运动对水下辐射噪声的影响研究
| 论文题名： | 舱段模型试验中的刚体运动对水下辐射噪声的影响研究 |
| 关键词： | 军用船舶;水下辐射噪声;缩比舱段模型;刚体运动;动力学特性 |
| 摘要： | 随着现代军事技术的发展，水声探测技术不断提高，军用船舶的低噪声性能直接影响其作战与生存能力，船舶水下辐射噪声的预报与控制在国防领域具有重要的意义。船舶的机械噪声是水下辐射噪声的主要组成部分，主要影响舰船低频（数十赫兹）辐射噪声，并且在低频伴随出现线谱特征。国内外专家学者们长期致力于研究机械噪声的高准确度预报方法以及控制技术，并开展大量模型实验进行验证，其中缩比舱段模型试验被认为是最高效、经济的试验方法之一。 虽然舱段模型是现在普遍采用的验证方法，但是由于舱段模型在进行缩比后，与实船原结构的质量、刚度、尺寸等存在较大差异，尤其是结构的动力学特性发生改变，舱段的固有频率将会大幅提高，导致舱段模型的刚体运动在频域上的分布更加广泛。当前对于实船的水下辐射噪声研究时由于结构的刚体运动成分很小，频率很低，所以常常忽略刚体运动对实船的水下辐射噪声的影响，但是对于舱段模型，它的质量轻，固有频率高，在相同程度载荷作用下，刚体运动明显，因此我们必须考虑舱段模型的刚体运动对舱段模型水下辐射噪声的影响，目前这一工作很少有人做过分析。本文主要工作是针对某舱段模型的机械噪声测试试验，开展刚体运动对水下辐射噪声的影响研究。首先对舱段模型的刘易斯剖面，利用纵横切片理论求解了流体动力学系数，并用通用软件编写了结构响应的计算程序，从理论上对舱段模型刚体运动进行分析;然后采用数值分析的方法对舱段模型的刚体运动和弹性体运动对水下辐射噪声的影响进行了对比分析;最后通过将理论、数值方法与舱段的缩比模型试验结果进行比较，验证了上述理论与数值方法的正确性，并进一步讨论了刚体运动对于辐射噪声的影响。 通过对比舱段模型的理论计算结果、数值分析和试验验证结果发现，舱段模型在一阶固有频率之前主要作的是刚体运动，而在一阶固有频率之后舱段模型主要作弹性振动;在一阶固有频率之前的水下辐射噪声主要是由结构的刚体运动产生的，而在一阶固有频率后结构的水下辐射噪声主要是由结构的弹性体运动引起的。并且由舱段刚体运动引起的水下辐射噪声对整个频域内总声级的贡献是不可忽略的。为了进一步提高缩比舱段模型模拟实船机械噪声的适用性，建议进一步开展缩比舱段模型频率等效或动力学特性等效等相关方面的研究。 |
| 作者： | 岳学峰 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 姚熊亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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