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《哈尔滨工程大学》 2017年
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舰船水下辐射噪声快速预报方法研究

吴闯  
【摘要】:辐射噪声是衡量舰船战斗力与生命力的重要指标,是被动声呐探测的主要目标,还是破坏其声隐身性及干扰主动声呐工作的主要因素,对于舰船这类大型复杂结构而言,其使用阶段辐射噪声的快速预报或在线监测是躲避敌方被动声呐探测、提高战斗力与生命力的有力保障。因此,舰船辐射噪声快速预报研究具有重要的理论价值和工程背景,本文以舰船辐射噪声的快速预报为目标,遵循理论研究和工程应用相结合的研究思路,开展了舰船辐射噪声快速预报理论与试验研究。首先深入分析设备基座振动、船体表面振动与辐射声场之间的传递规律,建立设备基座振动与水下辐射声压之间的传递函数,并通过理论、数值及试验方法验证设备基座至结构水下辐射声压之间存在着只与频率相关的声振传递函数,即声振传递函数具有不变性。基于声振传递函数不变性,采用声振传递函数预存储技术,提出单源激励舰船水下辐射噪声快速预报方法,预报速度达到分钟级。其次,鉴于舰船使用阶段,为维持其正常运行通常情况下需要开启多台设备,根据声波能量叠加原理,忽略声波之间相位关系仅对声波幅值进行叠加,基于这种声波能量叠加原理和单源激励舰船水下辐射噪声快速预报方法,提出了多源激励舰船水下辐射噪声快速预报方法,讨论了声波能量叠加时由于忽略激励源相关性而带来的误差,给出了计算方法的工程适用范围。再次,针对上述舰船使用阶段水下辐射噪声快速预报方法,以加筋柱壳为试验模型,在消声水池中开展了水下加筋柱壳结构振动声辐射的试验研究,试验给出加筋柱壳基座至水下辐射声压声振传递函数、结构水下噪声等实测结果,验证本文关于结构声振传递函数不变性的推论,以及本文提出单源、多源舰船水下辐射噪声快速预报方法的有效性。最后在上述已提出的单源、多源激励舰船水下辐射噪声快速预报方法的基础上,本文结合工程实际中对舰船航行阶段水下辐射噪声快速预报的需求,搭建了舰船水下辐射噪声快速预报软件的框架,基于Matlab软件开发工具,设计开发了舰船水下辐射噪声快速预报软件,有效解决舰船水下噪声快速预报或在线监测的问题。本文通过对结构基座振动、表面振动与辐射声场之间传递规律进行理论推导,基于声振传递函数的不变性,提出了一种新的结构水下辐射噪声预报方法,适用于舰船使用阶段水下辐射噪声的快速预报,为舰船使用阶段水下噪声在线监测提供了新的理论依据。讨论了忽略舰船激励源之间相关性对辐射噪声预报精度的影响,给出了该预报方法符合工程预报精度的使用范围,为解决舰船辐射噪声工程快速预报提供了新思路。
【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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