原文传递
湍流边界层脉动压力激励潜艇模型振动声辐射
| 论文题名： | 湍流边界层脉动压力激励潜艇模型振动声辐射 |
| 关键词： | 湍流边界层;随机振动;流固耦合;声辐射;虚拟激励法;潜艇模型 |
| 摘要： | 潜艇的工作环境非常复杂，特别是在高速航行时，易于受到结构表面湍流边界层随机脉动压力的作用，这种作用力会引起结构的随机振动以及远场声辐射，潜艇与普通舰船有很大的区别，一旦暴露后果很严重。因此，必须在设计的早期阶段就考虑如何有效地降低噪声，对结构的振动和噪声进行预报具有重要意义。本文利用数值方法分析湍流边界层脉动压力作用下潜艇模型的振动和辐射噪声，完成的工作主要包括以下内容: 利用计算流体力学软件FLUENT模拟潜艇模型周围流场，计算模型表面湍流边界层脉动压力，通过傅里叶变换将脉动压力信息从时域转换到频域，求其自功率谱密度，并作为输入计算潜艇模型的振动响应。 求得湍流边界层脉动压力自功率谱密度后，利用虚拟激励法将平稳随机振动过程转化为确定性的时间历程过程进行分析，并结合有限元与边界元软件，分析潜艇结构在湍流脉动压力作用下的随机振动。 基于有限元法和流固耦合理论计算潜艇模型在水中的振动，介绍了有跟元的基本方程和流固耦合运动方程，主要通过有限元软件ANSYS建立结构和流场的有限元模型，分析结构在水中的固有频率和振型以及在湍流边界层脉动压力作用下的振动响应。 基于边界元法计算结构振动的声辐射，首先基于声学边界积分方程，求出结构上任意一点的辐射声压、辐射声功率及场内任意点的声压，主要通过边界元软件Virtual.LabAcoustics实现。 数值计算结果符合水动力噪声的基本规律，航速增加一倍，水动力噪声增加18-21dB，即辐射声功率与航速的6-7次方成正比。由于湍流边界层激励是广谱作用力，它激发了潜艇模型的多阶模态。可以看出，利用虚拟激励法可以有效地计算潜艇模型的振动声辐射。 |
| 作者： | 凌芳芳 |
| 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： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
