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《哈尔滨工程大学》 2017年
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水下圆柱壳结构辐射噪声测试远场判据研究

胡宇安  
【摘要】:声波作为水下信息传播的主要渠道,在水下通信和水下探测方面有着举足轻重地位。尤其对于水下舰艇,主要是依靠声波作为探测的手段。随着水面及水下舰船降噪效能的不断提升,舰船辐射噪声能力的评估成为人们关注的焦点。对于舰艇等大型水下或水面结构,其辐射噪声的测量需要满足一定的远场距离。本文针对水下圆柱壳结构辐射声功率和声压的测量,提出了水下结构测试时的远场距离经验公式。本文的研究借助了结构有限元建模、声学有限元分析以及多种前后处理软件,针对自由场和半空间条件建立了声学有限元模型,并通过对水下圆柱壳模型的高度参数和水深参数进行改变,研究了参数改变对模型远场距离的影响,这对测量水下结构的声场具有重要意义。通过对一系列圆柱壳模型的数值计算和实验验证,基本掌握了针对水下圆柱壳的远场规律,总结了水下圆柱壳的远场规律的经验公式。针对水下圆柱壳结构的辐射声功率测量,本文从结构的声压振速相位差得出的远场判据出发,研究了使用垂直阵在自由场和半空间环境中测量圆柱壳辐射声功率时的误差。仿真结果表明对于垂直阵测量圆柱壳辐射声功率,在满足远场条件的情况下进行测量时依旧会有一定误差,误差主要是由于垂直阵测量无法对结构取封闭包络面带来的能量泄漏。通过对测量结果进行空间平均大大减小这一误差,但无法消除这一误差。针对这一误差,对垂直阵距离圆柱壳不同距离测试时的测试结果给出了误差修正的参考值。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U661.44

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【参考文献】
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