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基于FEM/IBEM的浸水结构振动特性及声辐射特性研究
| 论文题名： | 基于FEM/IBEM的浸水结构振动特性及声辐射特性研究 |
| 关键词： | 有限元法;间接边界元法;浸水结构;振动特性;声辐射特性 |
| 摘要： | 本文应用耦合有限元法/间接边界元法求解浸水结构的振动特性与声辐射特性，对浸水结构振动噪声预报有重要的意义，并对浸水结构的减振降噪具有很好的指导意义。 本文利用有限元方法对结构进行数值仿真，基于Mindlin板理论推导了三角形板单元的刚度阵和质量阵，应用子空间迭代法求解广义特征值问题，针对刚度阵奇异或者病态的问题，采用移轴法进行处理，并对自由矩形板进行了模态分析。 利用间接边界元法求解无限域中声辐射问题，推导了间接边界元三角形单元，针对数值积分中奇异性问题，采用一种新的方法来进行处理，并介绍了开口结构声辐射问题的求解方法，利用FORTRAN语言编制了相关的计算机程序，典型的脉动球算例表明了该方法的可靠性。 根据流体介质的不同，可以将耦合问题分为弱耦合问题和强耦合问题，对于弱耦合问题可以忽略两者的耦合作用，分别建立结构方程和流体方程，两者进行独立求解，对于空气中的四边简支板，同时考虑简支板的材料、厚度以及激励力位置对其声辐射特性的影响，数值结果验证了该方法的可行性，并表明避免共振是降低结构声辐射的有效方法之一;而对于强耦合问题必须考虑耦合作用，在求解过程中需建立耦合的结构方程和流体方程，两者进行联立求解，耦合的有限元/间接边界元法是求解此类问题的一种有效方法。 对于水下结构的振动特性，在低频段可以只考虑流体附加质量的作用，利用间接边界元法求解出结构的附加质量阵，同时附加质量的计算频率对结构振动特性影响不大，水下自由板的模态识别实验表明了此种处理方法的可靠性;算例结果表明，流体的可压缩性对结构的振动特性影响甚微，计算水下结构的振动特性时将流体视为不可压流体是合理的。 |
| 作者： | 刘城 |
| 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： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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