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加肋圆柱壳振动声辐射有限元分析
| 论文题名： | 加肋圆柱壳振动声辐射有限元分析 |
| 关键词： | 潜艇;加肋圆柱壳;振动;声辐射;有限元分析 |
| 摘要： | 加肋圆柱壳是潜艇采用的主要结构形式。近年来受到国内外舰船研究界的格外重视，研究圆柱壳结构的变化，对其施加不同方向的肋骨，而引起的振动和声辐射特性的变化，对于舰船的作战能力、使用性能以及隐蔽性的提高都有着重要的理论意义和现实价值。 本文以一个水下加肋圆柱壳为研究对象。文章基于有限元思想和理论基础，完全采用有限元方法对加肋圆柱壳结构进行离散，并且模拟水下工况。文章从模型模拟到后期的关键数据的提取均采用ANSYS软件。首先，本文选择已发表文献[37]中的相同模型结构，计算出圆柱壳结构在真空中以及水下的模态。然后与已发表文献中已取得的结果进行了对比。其次，使用ANSYS模拟结构以及流场，对于结构和水接触边界进行了流体，固体耦合处理。并且在流场的边界处进行了处理，加入了吸声单元，从而使有限元流场更好的模拟无限边界条件。 本文后来分别对圆柱壳结构施加纵肋、环肋、混合加肋，在四种工况下，对其进行了计算分析。文章利用ANSYS计算出了圆柱壳结构水下的固有频率及振型、结构表面的法向结点位移、结构表面声压等等。后通过提取得到的结构表面的法向位移，可以经过计算获得结点的法向振动速度，加上已获得的结构表面声压，可以获得辐射声功率。然后计算出结构表面法向振速均方值，结合辐射声功率计算获得辐射效率。再计算结构的辐射声功率和辐射效率，得到辐射声功率曲线和辐射效率曲线。并且对几种工况的结果加以比较分析，研究加肋圆柱壳肋骨的施加的位置不同对于圆柱壳固有频率的影响，以及声辐射和辐射效率的影响。 结论中探讨了增加肋骨对加肋圆柱壳振动声辐射特性和辐射效率的影响规律。从得到的结果说明，对圆柱壳结构分别施加环骨、纵骨和环、纵双重肋骨的情况下，经过计算得到的声辐射值相对于不加肋圆柱壳都有一定幅度的降低，其声辐射峰值对应相应的结构频率有提高，能有效地提高结构固有频率和降低声辐射。增加肋骨对于圆柱壳的辐射效率有一定的影响，但是辐射效率的变化很复杂，在各个固有频率阶段下对于辐射效率的影响变化并不一致。结论中将给出详细讨论。 |
| 作者： | 郝兆祥 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 黎胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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