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潜艇非耐压壳及典型结构的振动特性分析
| 论文题名： | 潜艇非耐压壳及典型结构的振动特性分析 |
| 关键词： | 潜艇;非耐压壳;振动特性;干湿模态;流固耦合;流噪声 |
| 摘要： | 潜艇作为国之重器之一，其性能的好坏将直接关系到国防的安全。潜艇在水下巡航时会发出噪声，噪声的大小直接影响着潜艇的隐蔽性。要想降低噪声，就要减小潜艇的振动。在此之前，许多研究人员对潜艇耐压壳、轴系结构等做了大量的振动研究，然而对于非耐压壳及其典型结构的振动却很少提及，所以对潜艇非耐压壳体及其相关结构的振动进行分析具有一定意义。 本论文主要以潜艇非耐压壳及典型结构（围壳、上层建筑和艉翼）为研究对象，使用ANSYS Workbench和Fluent软件进行联合仿真，对潜艇的干湿模态、双向流固耦合、单向流固耦合以及流噪声进行分析，具体做了以下工作: 基于ANSYS Workbench平台，利用分块兰索斯法对潜艇整体结构及典型结构（围壳和上层建筑、艉翼）的干模态进行计算，利用非对称法对潜艇整体结构及典型结构的湿模态进行计算;探究了潜艇非耐压壳厚度对潜艇干模态、湿模态的影响以及下潜深度对潜艇湿模态的影响规律，研究表明潜艇的干模态频率和湿模态频率随着壳厚的增加而增大，湿模态频率随着下潜深度的增加而逐渐降低。 基于流体分析软件Fluent和ANSYS Workbench平台进行联合仿真，对潜艇整艇水下双向流固耦合以及潜艇围壳和上层建筑及艉翼的单向流固耦合进行了数值仿真;探究了潜艇航速、潜艇非耐压壳厚度对潜艇整艇振动的影响以及潜艇航速、潜艇非耐压壳厚度对潜艇典型结构振动的影响，研究表明潜艇振动位移、振动速度、振动加速度随着航速的增加而增大，随着壳厚的增加逐渐减小。 基于Fluent中的FWH方程，对潜艇整艇、围壳和上层建筑以及艉翼在水下航行的流噪声进行了数值模拟;研究了潜艇流噪声在X、Y、Z三个方向上的分布规律，探究了航速对潜艇整艇及典型结构流噪声的影响规律，研究表明流噪声随着航速的增加而增大，与潜艇表面距离越大，流噪声越小。 |
| 作者： | 毕再林 |
| 专业： | 力学 |
| 导师： | 周跃发 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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