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《大连理工大学》 2001年
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水下结构声辐射和声传输的数值分析及主动控制模拟研究

黎胜  
【摘要】: 水下结构声辐射和声传输的数值分析和主动控制研究,具有重要的理论意义和应用前 景。基于数值模拟对舰船结构进行振动噪声的设计控制,能使舰船结构具有良好的动态特 性,满足舰船低振动、低噪声的设计要求。而对水下结构振动声辐射和声传输主动控制的 深入研究,以及将主动控制方法与被动控制方法相结合,应能够彻底地解决舰船结构的振 动噪声问题。本文采用数值方法对水下结构声辐射和声传输及其主动控制进行了计算研 究,现将论文的主要研究内容及创新性成果叙述如下: 采用边界元法以脉动球为例计算研究了自由表面对结构声辐射的影响,指出在低频和 自由表面距离结构较近时,自由表面对结构声辐射有较大影响,自由表面存在大大减小了 结构的辐射声功率,此时必须考虑自由表面对结构声辐射的影响。 采用有限元法和基于表面Rayleigh积分的边界元法对无限障板中的加筋板和复合材 料层合板,建立了在低频简谐平面声波斜入射情况下,声波由空气经结构向水中传输的计 算模型,并利用该模型计算研究了加筋板和复合材料层合板的声传输特性。数值计算表明: 当声波从空气经结构向水中传输时,当板的刚度较小时,空气和水两种流体介质间的特性 声阻抗失配对声传输起了支配作用,此时板的刚度相对而言显得并不重要。但当板的刚度 较大时,板的刚度对声传输也有较大影响。对复合材料层合板结构声传输的研究表明,即 使在相同材料、相同层数和相同厚度情况下,不同的铺设角度和铺设方式仍会对层合板的 传声损失产生较大影响,这在复合材料结构声学设计中是值得注意的。 采用有限元法和边界元法建立了复杂结构声辐射的振动模态分析模型和辐射模态分 析模型。研究了振动模态间的耦合对辐射声功率的影响,指出振动模态间的耦合可能会增 大结构辐射声功率,也可能会减小结构辐射声功率,或对辐射声功率没有影响。而且,当 振动模态间的耦合作用对辐射声功率的影响不大时,采用振动模态控制可取得较好的减振 降噪双重控制效果。基于所建立的任意复杂结构声辐射的辐射模态分析模型,对正方形封 闭空间结构的声辐射进行了辐射模态分析,给出了正方形封闭空间结构的辐射效率和辐射 模态形状。 基于有限元法和边界元法,采用负速度反馈控制,对水下含压电层和粘弹性层层合板 的振动声辐射和声传输进行了主动阻尼控制和主被动阻尼控制研究。数值模拟表明,主动 阻尼控制和主被动阻尼控制能有效地降低板的均方速度和辐射声功率,特别是主被动阻尼 控制有着非常好的阻尼控制效果。可较好的抑制结构的振动声辐射。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:U661

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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6 刘相秋;王威远;邹振祝;;压电结构的主动控制仿真与实验研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
7 丁少春;朱石坚;楼京俊;;鱼雷壳体结构的统计能量分析[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
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10 易桂莲;隋允康;杜家政;;对于约束阻尼处理的拱形板的振动测量分析的研究[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年
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1 曹宇;利用遗传算法对声障板优化设计的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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5 郭磊;车用动力总成结构振动噪声的虚拟预测与分析技术研究[D];浙江大学;2009年
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7 王宇;机械噪声监测中盲信号处理方法研究[D];昆明理工大学;2010年
8 井艳军;双馈风电机组模型预测控制研究[D];沈阳工业大学;2011年
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10 林哲祺;压电结构的控制参数与构型优化设计[D];大连理工大学;2011年
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1 尚群;赵庄矿3#煤层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度研究[D];河南理工大学;2010年
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1 王基盛,杨庆山;流体环境中结构附加质量的计算[J];北方交通大学学报;2003年01期
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【二级引证文献】
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1 刘记心;杨铁军;代路;孙瑶;;基于声辐射的结构振动有源控制技术仿真研究[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
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7 黄锦涛;李威;;粘弹性阻尼夹层板模态试验及数值仿真[A];第十二届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2009年
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9 吕世金;白振国;刘孝斌;;国内水下结构振动声辐射研究现状与进展[A];七届更迭 三十回眸——第七届船舶力学学术委员会全体会议论文集[C];2010年
10 白振国;左成魁;张峰;熊晨熙;崔立林;;浅水环境圆柱壳振动声辐射分布特性及测试建议[A];第十四届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2013年
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7 毛崎波,徐柏龄;通过设计压电式传感器实现结构声有源控制[J];压电与声光;2003年02期
8 沈顺根,冷文浩,程贯一;带有复合结构的多层隔振系统振动传递及声辐射研究[J];船舶力学;1997年02期
9 吴卫国;王贵成;马利杰;;基于远场方法的结构声辐射模态研究[J];应用基础与工程科学学报;2006年01期
10 吴卫国;;基于时域方法的结构声辐射模态研究[J];中国科学(E辑:技术科学);2009年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 纪刚;张纬康;周其斗;;随机力作用下的水下结构物声辐射分析[A];2004年船舶与海洋工程学术研讨会论文集[C];2004年
2 陶建成;葛辉良;邱小军;;关于矩形板声辐射预测中速度采样问题的讨论[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年
3 刘涛;汤渭霖;范军;;数值/解析混合方法计算含内部结构圆柱壳的声辐射[A];中国声学学会2001年青年学术会议[CYCA'01]论文集[C];2001年
4 张波;沈火明;支伟;;对边固定对边自由板的声辐射研究[A];四川省力学学会2010年学术大会论文集[C];2010年
5 尹玉;章林柯;陶建成;;圆柱壳体声辐射估计中的传感器配置方式研究[A];第十三届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2011年
6 高煜;程昊;毕传兴;陈剑;;基于分布源边界点的结构声辐射和声灵敏度的研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
7 李宏伟;文立华;陈克安;;四种子波在二维结构声辐射和声散射中应用的比较[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年
8 屈文忠;王敏庆;闫孝伟;孙进才;;水中圆柱壳体振动特性和声辐射的有限元分析[A];中国声学学会2001年青年学术会议[CYCA'01]论文集[C];2001年
9 刘晓宙;刘应中;李谊乐;缪国平;;方腔中的涡斑运动发声[A];第十三届全国水动力学研讨会文集[C];1999年
10 胡世猛;汤渭霖;王斌;;多源激励下的圆柱壳辐射声场分析[A];第十二届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 本报资料室;电脑对人体的危害有多大[N];大众科技报;2000年
2 ;电脑对人体的危害[N];甘肃经济日报;2001年
3 李健;极尽雍容[N];计算机世界;2002年
4 黄连星;电脑综合征到底怎么预防?[N];科技日报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 卢剑伟;基于噪声控制的弹性连杆机构结构—控制一体化设计研究[D];西北工业大学;2002年
2 黎胜;水下结构声辐射和声传输的数值分析及主动控制模拟研究[D];大连理工大学;2001年
3 邹元杰;水中阻尼复合壳体结构声振特性的数值分析[D];大连理工大学;2004年
4 李林凌;计及气固耦合声辐射理论与应用研究[D];华中科技大学;2005年
5 孙智利;湍流的声学行为[D];北京大学;2002年
6 姜根山;锅炉管道泄漏声行为特性研究[D];华北电力大学(河北);2006年
7 梁兴雨;内燃机噪声控制技术及声辐射预测研究[D];天津大学;2006年
8 杨莉;客车车身结构动力学、声学CAE关键技术研究[D];东南大学;2005年
9 高霄鹏;舰艇水动力噪声的数值分析与拖曳模测试技术研究[D];上海交通大学;2007年
10 钱斌;圆柱壳组合系统振动噪声的有效导纳功率流法研究[D];西北工业大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋智广;单波束微小柱形粒子声辐射力的研究[D];陕西师范大学;2013年
2 张(龍天);高速弹性连杆机构声辐射分析及基于噪声控制的结构参数优化[D];汕头大学;2002年
3 殷学文;敷设消声瓦的双层加肋圆柱壳的振动和声辐射研究[D];中国船舶科学研究中心;2001年
4 吴锦武;ASAC系统中两维声辐射模态传感器设计的研究[D];江苏大学;2003年
5 刘振宇;高速柔性机构的噪声分析与控制研究[D];汕头大学;2001年
6 赵慧;螺杆压缩机的振动噪声分析与控制研究[D];沈阳工业大学;2009年
7 孙杰;周期阵列柔性结构的动态特性及声辐射分析[D];大连理工大学;2012年
8 戚美;轴流通风机动叶片的声振分析及其应用[D];山东科技大学;2005年
9 康永;摊铺机降噪处理研究[D];江苏大学;2005年
10 张娟;船舶典型结构声性能仿真分析[D];华中科技大学;2007年
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