结构声场耦合系统力激励频率响应有限元分析

分析一平面结构声场耦合系统在力激励下的频率响应，给出声场内具有峰值声压时声场声压分布形状及结构振型，对二者的关系进行了分析，实例分析表明，在力激励下声场内最大声压值出现在结构模态频率附近，声场内具有最大声压值时其声压分布具有对称性。     

亥姆霍兹定理在舰船空气声场控制中的应用

舰船空气声场控制问题一直是舰船制造领域研究的重点问题,因为声场不但会影响舰船设备的运行,还会暴露自身位置,带来危险。在此背景下,研究亥姆霍兹定理在舰船空气声场控制中的应用问题具有重要的意义。该问题研究主要分为3部分:首先对亥姆霍兹定理进行描述,然后基于该定理建立空气声场分析模型,最后利用Matlab软件对模型进行求解,完成舰船空气声场分布分析。结果表明:利用基于亥姆霍兹定理的空气声场分析模型得出的空气声场分布结果与真实结果虽然存在一些差异,但总体分布走势与真实结果基本保持一致,由此证明了亥姆霍兹定理在舰船空气声场分析中的有效性。     

有限长双层弹性圆柱壳体声散射研究

有限长双层弹性圆柱壳体散射声场的计算可在一定程度上估算水下目标的声散射特性,对此进行研究具有显而易见的工程实用价值。目前,对水下弹性体的声散射问题已得到了广泛而深入的研究,但对有限长双层弹性圆柱壳的声散射讨论的较少。本文借鉴无限长弹性壳体散射声场的计算结果,采用变形柱计算方法,导出了平面声波垂直入射时水中有限长双层圆柱壳散射声压的简单而明显的表达式,并给出远场散射形态函数,同时计算了远场平面声波在0～180°范围内入射到有限长双层弹性圆柱壳体的目标强度值。说明内外壳体散射声场形态函数的迭加在一定程度上可实现对双层弹性壳体散射声场的近似表达,同时双层壳体散射声场的形态函数声频特征较单层壳体的声频特征丰富等有意义的计算结果,为缩比模型的设计、建造等提供了基础判据。     

水中有限长圆柱壳体辐射声场特性

理论研究有源点激励时水中有限长圆柱壳体辐射声场特性。根据圆柱壳体耦合振动理论,推导有源点激励时水中有限长圆柱壳体振动速度与辐射声压计算式,计算并分析有源点激励时水中有限长圆柱壳体振动速度分布特征、声辐射近场和远场特性。研究结果表明:随着结构阻尼增大,圆柱壳体振动能量与声辐射能量向激励点处集中,且频率越高,这种集中效应越显著。在声辐射近场,声压衰减较快,其分布规律与壳体振动分布规律相近;在声辐射远场,声压衰减规律近似为球面波衰减,声压分布具有一定指向性,且激励力作用方向为声辐射主要方向。     

浅海声传播对声学测试影响的初步分析

海面与海底构成了声源浅海海域波导场的声传播环境。本文采用解析算法将球面波分解为平面波,推导给出介质层中的声场空间分布特征,给出了低频声波声源定深而接收点在一定深度附近变化的声场变化计算结果,并初步分析了浅海海域中由于海面起伏使接收水听器深度变化对声场强度的影响,对实艇声学测试具有较强的针对性和一定的工程实用性。     

基于SAS与FW-H模型耦合的球阀泄漏流声场数值模拟

阀门泄漏的流场和声场特征对于压力管路阀门泄漏检测具有十分重要的意义.本文在理论分析的基础上,构建三维球阀泄漏模型,基于SAS与FW-H模型耦合对球阀泄漏的流场和声场进行仿真计算,得到球阀泄漏的流场和声场分布,对LES模拟、SAS模拟和URANS模拟等三类仿真模型进行对比.研究表明,球阀内漏流场旋涡主要形式是偶极子,并且...     

空间分布系列球壳声场耦合与辐射特性研究

针对大深度载人潜器的多球壳组合结构,以水介质中任意空间分布的系列弹性球壳为研究对象,利用球函数平移加法定理,建立计及球壳间声场相互作用的多球壳系统声振耦合模型,计算分析空间分布系列球壳的声场耦合特性及其影响因素。结果表明：声场相互作用将改变球壳模态间耦合关系,使得单阶模态对球壳振动的贡献不再限于单个峰值,进而影响声辐射频谱特征;双球壳系统受激球壳和非受激球壳都产生声辐射,轴向激励情况下,两球壳间存在强声场耦合效应,激励力偏离轴向时,声场耦合效应逐渐减弱;不同尺度球壳组成的双球壳系统扩展了声场有效耦合的频率范围,辐射声场兼具两个球壳的模态特征;多球壳串列布置时,声场耦合效应具有传递作用,多球壳按不同角度分散布置时,辐射声场空间分布则更趋复杂。     

基于近场声全息的水下辐射声场可视化方法与实现

针对水下结构体辐射声场的测试及分析问题,提出一种基于近场声全息的辐射声场可视化方法,采用平面近场声全息技术完成声场测量,给出声压数据场的获取方法,并运用光线投射算法对单频点上声压场进行体绘制,较好地呈现了某频点上辐射声场的声源位置、强度分布及衰减情况.     

用边界单元法计算任意振动物体的辐射声场

本文运用边界单元法求解任意振动物体的辐射声场，理论计算表明，数值解和解析解相符良好。本方法为预测振动物体的辐射声场和现场分析机器的辐射特性提供了一种有效的方法。     

圆柱壳结构模型水下辐射声功率测量方法研究

利用柱形封闭包络面测量圆柱壳结构模型的辐射声功率,不同包络面测量得到的辐射声功率的最大偏差约为2dB左右.分析了测点数量与测量结果的关系,如果声场测点选取可表征整个声场分布,其测量精度在接受的范围内,且提高了数据处理效率.模型受激振动产生的水下辐射声场分布比较均匀,可选取较少测点进行测量.     

最小二乘法在管道声学测量中的应用研究

最小二乘法是传统的最优化设计方法之一。在一维传播的管道声学测量中，通过对多点测量数据的处理可定量求出入射声场和反射声场，并进一步得到声学材料的声学参数和管道的声阻抗。通过在声学管道内布置多个测点，采用最小二乘法就能有效地降低单个测点测量值的偶然误差，同时直观地反映出管道内声场的分布情况。但运用最小二乘法重建管内声场时，协方差矩阵Q的最小特征值λmin对于矩阵奇异性的影响是十分敏感的。为此，文中提出了测点等间隔分布的最佳配置方案，并对测点位置的选取提出了建议，对于测点固定布置但不等间距的管道测量系统，通过微量变化试件表面至第一测点距离的方法，可相对加密同一帧驻波范围内测点的分布，从而极大地提高系统的测量精度。     

碱荷条件下上埋式圆形结构物周边土压力分析

本文简要分析了影响上埋式结构物周边土压力分布的各种因素，并建议在结构物顶部填筑聚苯乙烯泡沫塑料来改善其应集中状态，通过对一圆形结构物进行了有限计算，重点分析减荷条件下结构物周边土压力分布，计算表明效果明显。     

基于Argo数据的海洋声场特征分析及其对作战的影响

基于Argo资料,利用一种新的海洋声场季节特征分析方法,对127°E-130°E、20°N-22°N区域内声速一年的时间变化特征进行了定性的分析,按其相似性特点进行归类,分析它们形成的原因.利用MATLAB软件对其声场传播进行了仿真,并讨论各种结构对作战的影响.通过分析可知,Argo数据能够提供中小尺度海洋声场的时间变化特征,主要结果如下:1)此海区声速垂直分布类型的时间变化与上层混合强度、太阳辐射有关;2)声速垂直分布的时间变化趋势可分为6个阶段.     

弹性障板下水声基阵辐射声场计算

建立了水声平面基阵在弹性障板下的声场计算模型,应用有限元软件Ansys和声学振动软件Sysnoise,采用结构有限元(FEM)和直接边界元(DBEM)相结合的方法计算得到基阵的结构模态、远场辐射指向性图和水平轴平面上的声压分布;分析了其近场声学特性和远场指向特性;建立了柔性和刚性障板下基阵辐射声场的计算模型,得到其声场分布特性,分析对比了柔性、刚性、弹性障板下水声基阵远场指向性各自的特点和彼此的差异,为水声基阵的工程设计提供参考.     

实船设备结构振动和水声声强测试分析及噪声源的判别

通过对船上设备和船体的振动、近远场水噪声声压以及主机舱左舷外水声声强分布的测量和对振动与声的相干分析，判断主、辅机激振的耦合对产生声的影响。通过近场声强分布，分析结构和声场耦合、能量交换和有效辐射。提出用声强分布计算频带内噪声辐射声功率占总声功率的比例，结合主、辅机振动谱综合分析方法，实现噪声主要激振源的判断。     

船舶辐射噪声主动模拟技术研究

本文在简要分析船舶辐射噪声时域特征与频域特征的基础上，指出了宽带随机声辐射的难点与解决办法，系统地论述了声场功率谱控制的原理、反馈控制方式和多频段控制技术，介绍了船舶辐射噪声特征提取与模型变换方法及参考谱建库要点，提出了模拟器的实现方案，并通过声场谱图验证了模拟效果。     

自由空间中点涡粘性衰减过程中的声辐射及其频谱分析

本文利用奥辛涡(Oseen vortex)模型,应用涡声理论研究了自由空间中点涡粘性衰减过程中的声辐射问题,并在此基础上进行了频谱分析.经分析知点涡粘性衰减过程的外声场具有窄频段、频谱分布曲线峰值特征明显等特点,其远场声压及其频谱分布情况与粘性系数有一定的关联.     

舰船低频噪声声场分布的有限元仿真研究

舰船的低频噪声主要来源于机械噪声和螺旋桨噪声,噪声会大大降低舰船和螺旋桨的隐蔽特性,降低作战能力,因此,有必要针对舰船和潜艇的低频噪声声场进行研究与分析,实现降噪、抑制噪声的目的。本文在进行舰船低频噪声声场仿真分析时,采用应用范围非常广的Sysnoise软件,通过建立舰船噪声声场的有限元模型、边界条件、声场特征参数等,完成舰船低频噪声的仿真。     

时间反演在浅海波导环境中的应用研究

本文基于伪谱方法对浅海波导环境中的时间反演聚焦和时间反演主动声纳进行了计算,给出了声源频率为100Hz的正演和反演声场分布的演化过程。     

水下双层圆柱壳辐射声场欠定分离评估方法研究

水下双层加筋圆柱壳振动和辐射声场的评估对其辐射噪声监测和控制具有重要工程意义。文中通过结构振动模态参与因子向量自身的稀疏特性,分析提出了一种基于结构振动的辐射噪声欠定分离评估方法,可实现有限振动测点情况下的水下复杂结构振动和辐射声场的有效评估。数值和试验结果验证了文中方法的有效性,且所需要的振动测点数目少,具有良好的工程适用性。