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《大连理工大学》 2008年
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舰船加筋结构声辐射阻尼研究

付喜华  
【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。 结构振动与声辐射问题在工程中一直受到人们广泛的关注,其分析方法分为解析法和数值法。前者适用于几何形状、材料属性及边界条件等都比较简单规则的弹性结构,而后者适用于比较复杂的弹性结构。有限元法是工程上常用的数值方法,可用于求解任意复杂表面的振动问题;边界元法在处理无穷域问题有其独特的优越性。 通过学习模态分析理论和结构动力响应分析方法,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Helmholtz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,本文从能量角度,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。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:U661.44

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 王其峰;流体加载下含损伤板式结构声振特性研究[D];大连理工大学;2009年
2 邹平;加筋板拓扑结构与声辐射特性研究[D];湖南大学;2009年
3 毛程亮;船舶板式结构振动及声辐射特性研究[D];大连理工大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 郭新毅;洪明;;含损伤加筋板结构声辐射阻尼变异研究[J];船舶力学;2007年04期
3 周端国;;阻尼技术及其应用[J];电讯技术;1985年03期
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5 沈惠明,赵德有,罗志雍;流固耦合振动问题的特征值解法[J];大连理工大学学报;1990年03期
6 邹元杰,赵德有;按可压缩流体计算结构响应对声辐射的影响[J];大连理工大学学报;2004年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 洪明;分层损伤复合材料层合板振动与声特性研究[D];大连理工大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 黄民;郝静如;张艳军;曾新海;;排水管道内壁的多波束声纳检测方法研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 张明敏;卢建斌;席泽敏;;波动声场中的远场条件[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
8 周远波;谢荣基;鄂治群;;西南民族大学录音棚声学设计[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
9 薛旭瑞;曾向阳;王海涛;;不同激励条件下的舱内声场分布规律研究[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
10 杨亮亮;王保强;李永红;;超声对昆明小鼠学习记忆行为的影响[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姜恒;多尺度结构功能材料在水下声隐身中的应用基础研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 胡鹏涛;浅海中声能量分布的不均匀性对潜艇辐射噪声测量的影响研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 吕云飞;甚低频矢量水听器潜标探测系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 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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7 赵猛;大屏幕多人沉浸式立体显示系统[D];大连海事大学;2010年
8 魏浩征;高压直流输电系统可听噪声预测系统的研究[D];合肥工业大学;2010年
9 杨丹;压电复合结构主动吸声理论与方法研究[D];华中科技大学;2010年
10 王红云;单根多楔带附件驱动系统动态特性建模与仿真技术的研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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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3 周磊;振动筛分机械的动态特性分析与结构优化设计研究[D];河南理工大学;2010年
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8 李连举;轴流式通风机气动噪声分布特性的数值研究[D];山东科技大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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2 张波;基于MATLAB的结构振动声辐射数值计算研究[D];西南交通大学;2011年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 洪明,陈浩然;水中含分层损伤复合材料层合板的声特征值研究[J];船舶力学;2001年05期
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9 张效松,叶天麒;非连续边界元-有限元耦合方法分析[J];固体力学学报;1998年04期
10 孙丽萍,李力波;大型结构动态分析的一种有效方法[J];哈尔滨工业大学学报;2002年04期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 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
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1 李艮田;损伤对板架结构动力特性影响研究[D];大连理工大学;2003年
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2 吴轶钢;零阶能量有限元方法及其在船舶结构声辐射中的应用研究[D];武汉理工大学;2008年
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4 王文全;薄壁结构流固耦合数值模拟及计算方法研究[D];昆明理工大学;2008年
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7 周志军;低渗透储层流固耦合渗流理论及应用研究[D];大庆石油学院;2003年
8 李光泉;疏松砂岩油藏流固耦合流动模拟与剩余油分布研究[D];西南石油学院;2004年
9 王正茂;油藏含砂流体渗流机理及流固耦合单井数值模拟研究[D];西南石油学院;2004年
10 盖京波;舰船结构在爆炸冲击载荷作用下的局部破坏研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
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1 付喜华;舰船加筋结构声辐射阻尼研究[D];大连理工大学;2008年
2 吴芳;板和加筋板附加水质量算法研究[D];大连理工大学;2006年
3 吉小艳;弧形钢闸门主框架动力稳定性的研究[D];西北农林科技大学;2004年
4 吴忆峰;基于传声损失的双层隔声窗结构参数的优化设计与分析[D];汕头大学;2005年
5 党小建;水轮机导叶流固耦合振动特性计算[D];西安理工大学;2004年
6 王波;撬装式自动混浆系统研究[D];西南石油学院;2004年
7 陆春华;液饱和多孔介质动力响应的弹塑性有限元分析[D];重庆大学;2004年
8 曹明;流固耦合下压力管道动态断裂数值分析[D];浙江大学;2006年
9 王永权;液力偶合器叶轮与流体的流固耦合模拟与分析[D];吉林大学;2009年
10 田杰;岩体渗流的流固耦合问题及其工程应用[D];中国科学院研究生院(渗流流体力学研究所);2005年
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