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基于单元辐射叠加法的简单圆柱壳水下辐射声场特性研究
| 论文题名： | 基于单元辐射叠加法的简单圆柱壳水下辐射声场特性研究 |
| 关键词： | 军用潜艇;辐射声场;单元辐射叠加法;计算效率 |
| 摘要： | 众所周知，保证潜艇的隐蔽性对提升潜艇的战斗力和安全性具有重大的作用。而只有实时快速地预报潜艇在服役期间的辐射噪声，才能更有效地采取相应措施，控制并且降低辐射噪声，从而提高潜艇的隐蔽性。预报辐射噪声的方法有很多，解析法只适用于简单结构的分析计算，而以边界元法为代表的经典数值计算方法又有其无法避免的缺陷。因此，我们急需找到一种既准确又快速的辐射声场计算方法。本文采用的单元辐射叠加法就很好地解决了这个问题。但是根据分析可知，在运用单元辐射叠加法的过程中，如果结构尺度与声波波长可比拟时而且对声场起主要贡献的单元无法被规则障板很好的拟合时，预报误差将会变大。因此，只要保证对声场起主要贡献的单元能够用规则形状障板所拟合，那么我们就可以用这种方法来计算辐射声场。 本文首先介绍了单元辐射叠加法的基本原理，接着简单说明了这种方法的可行性。然后以圆柱舱段为模型，运用Matlab进行编程，将计算出的结果与解析法计算结果和COMSOL仿真结果进行比较，验证单元辐射叠加法的准确性。由于实际工程中我们往往需要考虑在一个频带范围内的激励而不仅仅是单个频率激励，因此，还研究了宽带激励下简单圆柱壳模型的辐射声场，并且还对缺失相位条件下与携带相位信息条件下两者所计算出的辐射声场进行了比较。最后，对不同激励频率情况下圆柱壳表面活塞对总辐射声场的贡献进行了仿真分析。 研究表明，单元辐射叠加法的仿真结果与解析法的仿真结果吻合较好，因此利用单元辐射叠加法对简单圆柱壳模型的水下辐射声场进行快速计算是可行的。另外，同样的圆柱壳模型，利用COMSOL软件所计算出的结果与单元辐射叠加法的结果也基本一致，再一次验证了单元辐射叠加法的准确性，同时还启发我们可以直接利用COMSOL的计算结果来计算辐射声场。而对于不同的激励频段范围，圆柱壳表面对辐射声场的贡献情况也不同，我们可以根据实际情况和需要，在圆柱壳表面选择合适的活塞来进行计算，不需要计算表面所有活塞对辐射声场的贡献，这样就大大提高了计算效率。 |
| 作者： | 莫非 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 时洁;李建成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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