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基于仿生调控的海水管路声振特性研究
| 论文题名： | 基于仿生调控的海水管路声振特性研究 |
| 关键词： | 舰艇;海水管路;仿生调控;流噪声;声振特性;减振降噪 |
| 摘要： | 随着海洋强国战略的提出，对我国海洋军备的性能及作战能力提出了更高的要求，舰艇因其具备隐秘性高、续航力大等优点，是目前保护国家海洋领土安全及海洋资源的重要军备。在各国侦查能力逐渐增强的今天，舰艇的隐秘性受到了前所未有的挑战，在舰艇的螺旋桨噪声、水动力噪声、设备振动噪声得到有效控制后，舰艇上覆盖范围广泛、形式多样的海水管路的振动及辐射噪声就成为了影响舰艇正常工作的重要阻碍，甚至还会危害船员健康。虽然目前通过添加阻尼隔振、复合材料等控制方法对海水管路实现一定的减振降噪，但由于这类控制技术逐渐成熟，其控制效果的提升空间变得有限，现在亟需新型的控制技术对海水管路系统实现进一步减振降噪。本文基于仿生学原理，运用混合计算方法和声-固耦合理论，以典型海水管路为研究对象，研究了基于仿生调控的海水管路的声振特性，为海水管路的减振降噪提供新的思路。 首先，基于仿生学原理对生物结构进行合理简化，并将其应用到平板表面进行流场数值研究，依据低马赫数涡旋声理论，探究仿生织构对于流场环境的影响机理，为后续将仿生技术应用到海水管路提供基础。 然后，将仿生织构应用到海水管路，并开展带仿生织构的海水管路的数值分析。先对模型建造、网格划分方法、无关性验证、流场设置等进行详细介绍；基于有限元方法对仿生设计前后的弯管的模态进行分析，并且对弯管的流噪声、流激振动噪声进行参数化研究，揭示了仿生织构设计参数对减振降噪效果的影响规律；最后将仿生织构应用到T型管，验证仿生织构是否在T型管上仍然具备减振降噪效果，并探究了边界条件、壁面厚度对海水管路流激振动噪声的影响，为海水管路减振降噪技术提供一定的技术指导。 最后，基于循环水管路实验平台，开展了典型海水管路附件的实验研究。为保证实验结果的准确性，对环境噪声进行了测量，对水听器安装方法进行了改进；通过海水管路的实验研究，佐证了数值计算方法的可靠性；进一步对带仿生织构的海水管路进行实验研究，验证仿生织构减振降噪的有效性。 |
| 作者： | 李宁 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 王献忠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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