部分敷设阻尼材料有限长圆柱壳在流场中声辐射性能分析

【摘要】：有限长圆柱壳是潜艇耐压和非耐压船体的主要结构形式。在潜艇船体上敷设阻尼层是一种主要的减振降噪方式。由于工程实际上的原因,在潜艇船体上往往不能完全敷设阻尼材料,因此研究部分敷设阻尼层的圆柱壳在流场中的振动和声辐射性能,在实践中有着重要的意义。 本文主要研究了流场中在径向简谐激励作用下的圆柱壳体,部分敷设阻尼层后的振动和声辐射性能。 将阻尼材料考虑为无质量的弹簧,具备耗散性质,但是没有厚度。壳体位移函数采用满足两端简支边界条件的圆柱壳在真空中的自由振动模态的叠加。壳体振动采用经典的Flügge薄壳理论来描述。利用流场Helmholtz方程和对有限长圆柱壳的傅氏积分变换,得到壳体振动所产生的声场用壳体位移来表示的声压表达式。最后得到壳体在流场中的流固耦合振动方程。 通过求解流固耦合振动方程,计算了壳体在径向简谐激励下的表征壳体总体振动与声辐射的几个物理量:辐射声功率级、振动均方速度级和辐射效率。 本文数值分析重点讨论了当敷设的阻尼层敷设面积的变化对于壳体振动和声辐射性能的影响,为圆柱壳的减振降噪提供了一定的参考。