原文传递
基于FEM/FEM的浸水结构声振特性研究
| 论文题名： | 基于FEM/FEM的浸水结构声振特性研究 |
| 关键词： | 浸水结构;振动特性;数值计算;声辐射特性;有限元;FORTRAN语言编程计算 |
| 摘要： | 本文重点对于浸水结构的振动特性的数值计算和实验做了研究，进而对浸水结构的声辐射特性进行了数值计算研究，对于以上数值计算研究所使用的数值计算方法是运用有限元理论将结构与流体进行处理，而数值计算的实现方式是利用FORTRAN语言编程计算。 首先，本文推导了板加膜单元的刚度矩阵和归一化的质量矩阵，其运用了弹性力学基本理论;对高斯积分方法做了简洁介绍;后对求解广义特征值问题的方法进行了讨论;并介绍了求解自由模态问题的移轴法。 然后，基于Helmholtz微分方程详细的推导了可以用有限元方法求解的Helmholtz积分方程，以八结点六面体单元对积分方程进行有限元离散，对积分方程的整个离散过程进行了非常详细的推导，对基于有限元的声辐射和声模态数值计算进行了理论推导，圆球声辐射和声腔声模态的计算验证了程序的正确性。 对浸水结构振动特性的有限元理论公式进行了推导，并且对有限简单声场域的边界法线方向进行了讨论;编制了有限简单声场域的浸水结构流固耦合振动特性计算程序并且对浸水悬臂板的振动特性进行了数值计算，验证了公式推导以及耦合程序的正确性;之后对于有限复杂声场域的浸水结构振动特性进行了理论推导，并且对有限复杂声场域的边界法线方向进行了讨论;对于不同加载状况下的船模进行了数值计算，其在空气中的计算属于有限简单声场域的情况，在水中的计算属于有限复杂流体域的情况，实验中共选择了七种载况进行了验证，其结果与数值计算结果吻合良好。 对有限域浸水结构的声辐射特性有限元理论的计算公式进行了推导;浸满水的方箱结构的声辐射特性算例验证了本章理论推导和程序编写的正确性;对于方箱浸满空气和水的声辐射特性研究表明，强耦合对于结构的声辐射特性有较大的影响;最后，对于无限声场域浸水结构声辐射特性的有限元处理方法做了简单的介绍。 本文应用耦合结构有限元法和声学有限元法，对于求解有限域浸水结构的振动特性及其预报，有着一定的参考性;同时，对于求解有限域浸水结构的声辐射特性研究，有着一定的指导性。 |
| 作者： | 王峥 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 洪明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
相关文献
检索历史
应用推荐
