收藏本站
《哈尔滨工程大学》 2013年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

水下结构降噪预报波叠加法理论与试验研究

王玉明  
【摘要】:辐射噪声一直是衡量潜艇作战性能及生存能力的重要指标,是敌方声学武器探测的主要目标,直接影响到潜艇的声隐身性能,因此对类似潜艇动力舱段的水下典型结构降噪预报具有重要意义。而在潜艇表面粘贴声学覆盖层作为主要的降噪手段之一,其降噪效果的理论预报与试验测试显得极为重要,为此应该有针对性地开展水下典型结构降噪预报研究。在这方面研究中存在一些技术难点,其中包括如何获取有效的测量数据;如何减少测量水听器数量,缩减测量成本;尤其是怎样高效地利用水下结构粘贴或不粘贴覆盖层其中一个工况下的声场数据,估算出另一工况下的辐射声场,从而减少测量工况数量等工程应用问题。针对水下结构降噪预报研究中存在的这些技术问题,本文做了如下研究: 首先介绍了波叠加法的研究背景,阐述了其在声场预报、近场声全息、噪声源识别方面的国内外研究动态,分析了水下结构声学覆盖层的降噪机理和降噪预报的研究方法,讨论了各方法的优缺点,明确了将波叠加法应用于水下结构声学覆盖层降噪预报存在的技术难点,针对这方面的研究需求,确定了论文将要研究的主要内容。 然后,研究了在自由场条件下,波叠加法降噪预报理论,即由水下结构无覆盖时声场预测有覆盖时声场。首先研究阐述基于振速和声压测量的波叠加法原理,分析正则化滤波对波叠加法计算精度的影响,讨论粘弹性材料阻抗传递原理及与结构界面耦合的处理方法;然后以脉动球、单点激励球壳声辐射为算例,并引入复矢径虚源,分别验证基于振速、基于声压测量的波叠加法有效性;讨论了影响声场计算精度的因素,以有限元ANSYS与边界元SYSNOISE软件联合计算的测量面声压为输入条件,研究了水下有限长单点径向激励简支圆柱壳粘贴均匀粘弹性材料的降噪效果。 接着又研究了半自由场波叠加法降噪预报理论,即在半自由场条件下,由水下结构无覆盖时声场预测有覆盖时声场。首先研究基于声压测量的半自由场波叠加法原理,给出虚源点与声场点之间界面反射系数的计算方法,以及半自由场条件下,虚源镜像与软件计算测量面声压的方法。数值仿真计算了半自由场条件下,单点径向激励的球壳和简支圆柱壳粘贴均匀粘弹性材料的降噪效果,并与软件计算的数值解和自由场的计算结果进行对比分析。 研究了粘贴覆盖层后的水下结构单工况降噪预报理论,即由水下结构有粘弹性覆盖时声场预测无覆盖时声场。首先研究在水下结构已经粘贴粘弹性材料的条件下,基于声压测量的波叠加法,对水下结构进行降噪预报的基本原理。然后研究有限元+边界元软件计算粘贴粘弹性材料的水下结构声场的参量设定方法,在验证有限元软件计算粘弹性材料位移和声场有效的前提下,软件计算粘贴均匀粘弹性材料的球壳和有限长简支圆柱壳的测量面声压,以此为输入条件,采用波叠加法,结合粘弹性材料阻抗传递和界面耦合理论,计算球壳、圆柱壳粘贴粘弹性层前的辐射声压,从而预测水下结构粘贴粘弹性层的降噪效果。 研究水下结构粘贴复合结构覆盖的降噪预报理论,针对具有空腔复合结构的粘弹性材料,在小穿孔率、结构规则且分布均匀条件下,采用材料声学参数等效法,引入波叠加法,研究其对水下结构的降噪效果;对具有典型指数型喇叭腔复合结构的粘弹性材料,采用变截面波导理论,引入波叠加法,研究其粘贴在水下结构表面的降噪效果;对于具有压电分层结构的半主动复合材料,采用声阻抗匹配法优化其外接损耗电路参数,然后结合压电阻抗传递原理和波叠加法,对其在水下结构的降噪效果进行理论预报。 最后,开展基于波叠加法的水下结构粘贴粘弹性覆盖降噪预报试验研究,采用波叠加法,结合粘弹性材料阻抗传递和界面耦合理论,通过水下结构一个工况下的测量面声压,预测其在另一个工况下的声场。对水下双层圆柱壳粘贴粘弹性覆盖的降噪效果进行单工况预报,将预报的场点声压及降噪效果,与试验的实测结果进行对比分析。针对内部具有周期、规则的小孔径空腔的粘弹性覆盖,分别采用材料等效参数法和变截面波导理论进行阻抗传递和界面耦合的研究,对圆柱壳单工况正向、反向的预报方法都进行了验证。通过误差的对比分析,对波叠加法应用于水下结构粘弹性覆盖单工况降噪预报的有效性进行评估,为其在工程的应用提供有效的技术支撑。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:U661.44

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王岩;王进军;潘蕾;;基于波叠加和BAHIM的内部声场可视化实现[J];电声技术;2009年02期
2 向宇,黄玉盈;基于复数矢径的波叠加法解声辐射问题[J];固体力学学报;2004年01期
3 毕传兴,陈剑,陈心昭;基于分布源边界点法的多源声场全息重建和预测理论研究[J];中国科学E辑:技术科学;2004年01期
4 毕传兴,陈心昭,陈剑,周蓉;基于等效源法的近场声全息技术[J];中国科学E辑:工程科学 材料科学;2005年05期
5 毕传兴;陈心昭;徐亮;陈剑;;基于等效源法的Patch近场声全息[J];中国科学(E辑:技术科学);2007年09期
6 毕传兴,陈心昭,陈剑,于飞,李卫兵;多源混合声场全息重建和预测方法与实验[J];中国科学G辑:物理学、力学、天文学;2005年02期
7 蒋伟;王冬海;;基于声波叠加法的基阵声场计算和波束合成[J];计算机仿真;2007年08期
8 向阳,Gary H. Koopmann;基于波叠加原理的辐射声场的计算研究[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2005年01期
9 程广利;刘成元;张明敏;;混合法研究水下刚性目标全波数散射特性[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2009年04期
10 程广利;张明敏;;水下目标低频散射特性的波叠加解法[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2010年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张海滨;循环平稳声场的非共形面近场声全息理论与实验研究[D];上海交通大学;2008年
2 杨超;基于局部近场声全息的机械噪声源特征提取技术[D];上海交通大学;2009年
3 高煜;基于波叠加方法的声辐射与声学灵敏度算法的若干关键问题研究[D];合肥工业大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭业才;均匀脉动柱面声源阵高频辐射远声场特性的研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2000年01期
2 杨春龙;亢淑梅;李成威;刘守杰;;变幅杆式超声波声场分布测量[J];辽宁科技大学学报;2011年01期
3 秦雷;李莉;王丽坤;孙百生;;3-2型压电复合材料参数对厚度振动模的影响[J];微纳电子技术;2007年Z1期
4 冷护基,潘紫微,王启平;液态沥青料位传感器的研究[J];兵工自动化;2002年03期
5 徐忠昌;周泽渊;;基于奇异积分处理技术的低频声散射特性仿真[J];兵工自动化;2011年10期
6 徐春广,王信义;液体声发射传感器波动特性理论研究[J];兵工学报;1998年03期
7 蔡宗义;赵俊渭;李家武;郭艳;许学忠;唐玉志;董永峰;;基于质点振速测量的低空目标定向算法研究[J];兵工学报;2007年02期
8 王宪成;张晶;张更云;;基于统计能量分析法的船艇机舱噪声建模计算[J];兵工学报;2007年11期
9 岳冠南;靳映霞;张福学;;压电泵激励信号对压电射流陀螺灵敏度的影响[J];北京机械工业学院学报;2006年04期
10 吴宁,张同庄,丁洪生,刘惠林;超音波马达用阶梯形变幅杆的研究[J];北京理工大学学报;1994年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 郭小霞;杨德森;时胜国;马佳男;;基于声压-振速联合处理的相干声源分离技术研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
3 孙超;刘月婵;何元安;;混合波叠加法的半自由场声源识别方法研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
4 刘振君;陈庆瑞;陈光华;张睿;;一种水下无线对讲机用宽带换能器[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
5 靳建嘉;陈洪娟;王文芝;张虎;;基于亥姆霍兹积分法的低频换能器校准方法研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
6 周益明;王佳麟;翁汝莲;;一种利用宽带扫频测量透声窗最佳厚度的方法[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
7 邹元杰;韩增尧;张瑾;;航天器全频域力学环境预示的主要方法[A];全国结构振动与动力学学术研讨会论文集[C];2011年
8 徐亮;毕传兴;陈心昭;;加权范数外推方法在声压和质点振速场外推中的性能研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
9 张永斌;毕传兴;陈心昭;;基于近场声全息技术的车内声源识别实验研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
10 张小正;毕传兴;张永斌;徐亮;;基于时域等效源法的瞬态声场重建方法[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张帆;全景视觉图像质量优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 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
3 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
4 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
5 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
6 张海刚;浅海甚低频声传播建模与规律研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 秦海华;Helmholtz方程的若干反问题研究[D];兰州大学;2010年
8 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
9 潘成亮;螺旋电极式压电驱动器及其应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
10 陈宇;电容层析成像反问题求解及图像重建算法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张倩;异形航空构件的专用超声换能器研制及检测应用[D];南昌航空大学;2010年
2 张海丽;非线性抛物型方程若干类反问题的研究[D];浙江理工大学;2010年
3 何文翔;矢量传感器多普勒定位研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 谭学者;水下低频隔声特性理论与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李婷;浅海表面噪声矢量场时空相关特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 刘肖宇;基于CCD的光学水下声源探测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 何旭东;水声材料反射系数自由场宽带测试技术[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 白云;噪声测量中矢量水听器被动合成孔径声纳方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 管宇;一种低频三维MEMS矢量水听器的研制[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 李海霞;有限障板对矢量水听器测向的影响[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贺云南;何琳;吕志强;束立红;;功率流有限元法结果分析辐射噪声[J];船舶力学;2006年05期
2 殷学文;崔宏飞;顾晓军;黄捷;沈荣瀛;;功率流理论、统计能量分析和能量有限元法之间的关联性[J];船舶力学;2007年04期
3 赵菊敏;李灯熬;李静;王华奎;张立毅;;基于循环平稳理论的盲均衡算法的研究[J];弹箭与制导学报;2007年01期
4 黎胜,赵德有;用边界元法计算结构振动辐射声场[J];大连理工大学学报;2000年04期
5 马纪军,张军,兆文忠;统计能量法及其在提速客车噪声预测中的应用[J];大连铁道学院学报;2005年01期
6 张军,兆文忠;结构声辐射边界元声学灵敏度研究[J];大连铁道学院学报;2005年03期
7 杨龙兴,贾民平,许飞云,钟秉林;旋转机械故障的循环平稳度诊断[J];东南大学学报(自然科学版);2003年04期
8 梁应敞,张贤达,李衍达;噪声中的谐波恢复研究现状[J];电子科学学刊;1995年04期
9 毛用才,保铮;多个具有非零均值复乘性噪声的复谐波信号循环估计量的性能分析[J];电子科学学刊;1999年03期
10 赵志高,黄其柏;Helmholtz声学边界积分方程中奇异积分的计算[J];工程数学学报;2004年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张军;声学—结构灵敏度及结构—声学优化设计研究[D];大连交通大学;2006年
2 周福昌;基于循环平稳信号处理的滚动轴承故障诊断方法研究[D];上海交通大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 康宏生 ,周兴泰;船舶舱室降噪及隔声材料(摘登)[J];噪声与振动控制;1985年01期
2 林光良;船用高转速大速比齿轮传动的降噪[J];噪声与振动控制;1985年06期
3 王仲南,施培尧;钟表车床降噪用低噪声送料管[J];劳动保护;1988年02期
4 陈东升;电磁式空气压缩机的降噪[J];压缩机技术;1993年05期
5 余成波,陈福隆;后置祟油机客车的降噪试验[J];重庆工学院学报;1995年04期
6 陈其夫;“低精度齿轮降噪技术研究”通过省科委鉴定[J];长沙铁道学院学报;1997年03期
7 程勒,石道中,李云龙;叶片处理对风机噪声影响的试验研究[J];科技通报;1997年02期
8 丁鸿庆;对上菱冰箱整机降噪探索分析[J];中外轻工科技;1997年03期
9 李应楷;早期立体声影院怎样上SR──介绍SG 9780型SR处理器[J];影视技术;1999年09期
10 刘元峰,赵玫;混沌时间序列的一种降噪算法[J];机械科学与技术;2003年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王政红;;新型降噪材料——泡沫铝在船舶上的应用[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年
2 刘培臣;徐雪松;;橡胶八厂降噪治理设计要点[A];环境噪声控制论文集[C];1989年
3 王政红;;新型降噪材料—泡沫铝在船舶上的应用[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
4 林超;钱晓凡;饶帆;李斌;李兴华;;剪切量选择对剪切干涉降噪影响的研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
5 任学平;汤晓峰;王培;武磊;;基于希尔伯特黄变换与相关分析结合的振动信号降噪[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
6 靳海水;何继访;;试验和分析相结合的方法在空调压缩机降噪中的应用[A];上海市制冷学会2007年学术年会论文集[C];2007年
7 彭京砥;付光轩;娄伟;段峰;罗志伟;;郑州未来大厦空调系统降噪[A];全国暖通空调制冷1998年学术年会资料集(1)[C];1998年
8 张友刚;杨国甫;张晓;余文斌;;飞行员头盔的降噪—从无源到有源[A];人—机—环境系统工程创立20周年纪念大会暨第五届全国人—机—环境系统工程学术会议论文集[C];2001年
9 刘高联;;新型消振降噪铁路钢轨接头[A];力学与西部开发会议论文集[C];2001年
10 于双江;;应用于CCD相机的视频信号处理电路[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十六次学术会议论文集(下)[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 周报;红岩汽车降噪取得阶段性成果[N];中国工业报;2005年
2 厦门记者站 史蔓蓉 易盛;厦门“大金龙”进行降噪攻关[N];中国旅游报;2004年
3 本报记者 丁士能;超微孔板消声材料更降噪[N];中国环境报;2010年
4 山西 范超尘;《为你的DVD光驱降噪》补遗[N];电脑报;2002年
5 李守成;降噪是南汽的重要课题[N];中国汽车报;2003年
6 本报见习记者 丁士能;把握趋势 淘金降噪产业[N];中国环境报;2009年
7 本报实习记者 王冀;轿车降噪——一个不得不说的话题[N];中国汽车报;2002年
8 江西 贺金锋;杜比B降噪IC NJM2063A简介[N];电子报;2001年
9 北京 王予军;再谈《为你的DVD光驱降噪》[N];电脑报;2002年
10 江苏 钟元翔;电源风扇降噪有“妙方”[N];电脑报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王玉明;水下结构降噪预报波叠加法理论与试验研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
2 叶锡均;基于环境激励的大型土木工程结构模态参数识别研究[D];华南理工大学;2012年
3 吴鹏;船用卫星天线姿态稳定系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
4 尚志武;滚动转子压缩机降噪机理及其应用研究[D];天津大学;2003年
5 徐彧;机器视觉中CCD自然图像的降噪和分割研究[D];电子科技大学;2003年
6 马驰;提升机危险载荷分析与预警系统研究[D];中国矿业大学;2012年
7 唐守锋;基于声发射监测的矿井突水前兆特征信息获取方法的研究[D];中国矿业大学;2011年
8 张丽敏;变压器噪声的反馈有源控制方法研究[D];南京大学;2012年
9 杨红卫;小麦品质分析的信号处理方法研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2005年
10 王军华;图像盲源分离的多尺度几何分析方法[D];上海大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王遥遥;基于小波理论的信号降噪方法的研究[D];武汉理工大学;2013年
2 张钊;真空夹层板机舱降噪的仿真分析[D];西安电子科技大学;2011年
3 董广杰;基于ARM的图像采集与处理研究[D];青岛理工大学;2013年
4 栾玉环;二维S变换分析技术及其在医学图像处理中的应用研究[D];山东大学;2013年
5 刘剑冰;时基校正与降噪一体化视频处理系统的设计与实现[D];河海大学;2004年
6 彭志军;风冷式热泵机组降噪分析与研究[D];华南理工大学;2010年
7 顾远;心电信号去噪及效果评价研究[D];天津理工大学;2012年
8 何涛;基于DSP的小波降噪技术研究及应用[D];河南工业大学;2011年
9 刘永;小波分析在MEMS陀螺信号降噪中的应用研究[D];国防科学技术大学;2011年
10 刘瑾;基于小波分析的超声波信号降噪研究[D];中国石油大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026