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原文传递舰船加筋结构声辐射阻尼研究

论文题名：	舰船加筋结构声辐射阻尼研究
关键词：	军用舰船;船舶噪声;声辐射阻尼;加筋板结构;流固耦合
摘要：	舰船结构处于多种激励作用的环境中，研究其振动与水下声学的特征对于提高舰船的使用性能和作战能力具有非常重要的意义。本文基于Mindlin理论建立描述四结点有限元板壳单元模型，从流体运动的基本方程出发，推导出三维可压缩流体与不可压缩流体运动的控制方程即Halmholtz方程和Laplace方程。分别将流体视为不可压缩与可压缩两种模型，从流体力学三个基本方程出发，推导出可压缩与不可压缩流体中声波动方程和结构振动声辐射耦合方程，建立了无限大刚性障板上的板梁组合结构声压Rayleigh积分计算式。采用有限元与边界元结合的方法，即结构采用有限元法流体采用边界元法，进而采用迭代LANCZOS算法求解可压缩流体模型中结构振动声辐射计算过程出现的非对称且频率相关矩阵的特征值求解问题。利用开发的相关有限元与边界元计算程序，对流体中加筋结构的振动声辐射进行了计算，并比较了流体可压缩性对振动频率、声辐射功率、声辐射指向性以及声辐射阻尼等的影响，提出按可压缩流体模型计算结构振动声辐射更趋于合理。针对无限障板中弹性板，从能量角度，定义声辐射阻尼为振动一周内系统以声波辐射的形式耗散能量与系统总能量能之比值，并推导出声辐射阻尼的计算表达式。计算在流体中弹性板流固耦合面上的法向振动响应，基于Reyleigh积分关系得到相应的辐射面的声压，继而依据本文提出的方法对声辐射阻尼进行了数值模拟，比较了空气中与水中弹性板与加筋板的声辐射阻尼、不同板厚以及不同板尺寸下板架结构声辐射阻尼随频率变化情况。
作者：	付喜华
专业：	船舶与海洋结构物设计与建造
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：	2007
正文语种：	中文