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有限长双层壳体声辐射理论及数值分析 总被引:16,自引:0,他引:16
研究流场中有限长加筋双层圆柱壳受径向点激励的振动和声辐射性能。壳体的振动用Fluegge壳体方程描述,将加强构件等价为对内外壳体的支持力,采用Helmholtz波动方程、壳体表面的边界条件和傅氏变换方法求解声压的表达式,然后将其引入壳体振动方程,最后求解双层壳体声-流体-结构耦合方程,计算结果用辐射声功率、表面振动均方速度级和辐射效率的形式表示。讨论了有限长单、双层壳体声辐射性能的差别以及双层壳体壳间连接形式和实肋板参数的变化对其声辐射性能的影响,得出结论:当内壳受激振动,通过外壳向外场辐射噪声时,其主要通道为连接内外壳壳体的实肋板,其次才是环形流场中的流体介质。 相似文献
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主动控制系统最适用于控制低频谐波噪音。本文研究的是流场中敷设阻尼材料的有限长加筋双层圆柱壳的低阶模态声辐射性能,壳体的振动用Fligge壳体方程来描述,通过将加筋结构等效为反力和反力矩加在圆柱光壳表面上,采用Helmholtz波动方程和壳体表面的边界条件推导出声一流场一结构的耦合振动方程,然后采用相应的求解方法进行求解。理论结果用辐射声功率和表面振动均方速度级的形式表示。数值计算结果表明低阶模态对壳体声辐射起着主要作用。作者亦详尽讨论了阻尼材料物理性能对壳体低阶模态声学性能的影响,这对壳体振动和噪声性能主动控制有着重要的实用价值。 相似文献
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数值/解析混合方法计算含复杂结构的有限长圆柱壳体声辐射 总被引:2,自引:0,他引:2
本文研究了含复杂内部结构的水中有限长圆柱壳体的受激振动和声辐射问题。壳体的振动方程由Donnell方程描述,内部支座结构的作用由有限元方法计算,采用数值/解析混合计算方法对具有支座结构壳体的声辐射进行预报。首先分析了数值计算中水负荷计算简化对计算壳体激励力的影响,而后讨论了内部具有支座结构的有限长壳体的声辐射特性。解析的方法有助于分析壳体产生声辐射的机理;有限元数值计算方法能够针对壳体内部不规则的结构进行计算,数值/解析混合计算方法结合了两种方法的优点,使得能够对含复杂结构的壳体振动和声辐射情况进行预报。 相似文献
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本文依据Flagge壳体理论,从正交各向异性圆柱壳在轴向压力作用下的自由振动平衡方程出发,推导出在简支边界条件下壳体自由振动的特征方程,分析了正交各向异性圆柱壳在轴向压力作用下的稳定性和自由振动特性,详细讨论了壳体几何参数和材料特性参数以及轴向压力对于自振频率的影响,给出了最低频率随L/R变化的包络线。本文还使用Timoshenko壳体理论进行了比较分析。 相似文献
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激励力对双层圆柱壳声辐射性能的影响 总被引:8,自引:1,他引:7
研究了不同激励力对流场中敷设阻尼材料的有限长加筋双层圆柱壳的振动和声辐射性能的影响.壳体的振动用Fkügge壳体方程描述,将加强构件等价为对内外壳体的支持力,粘弹性阻尼层的运动用三维Navier方程描述,壳体受到的激励力可以归结成轴向力、周向力、径向力、轴向弯距、周向弯距和扭矩的作用,点激励用δ函数表示,然后将其引入壳体振动方程,最后求解双壳体声-流体-结构耦合方程,计算结果用辐射声功率和表面振动均方速度级的形式表示.在数值分析部分,讨论了六种不同性质激励力、两个力联合作用以及阻尼材料对双层圆柱壳的辐射声功率和表面振动速度级的影响.得出结论:同一位置受单位力激励时,Mx 激励的声功率最高,F.居第二,F.最低;联合激励力产生的辐射声功率级和外壳振动速度级比单个力激励时都要大;阻尼材料能有效地抑制壳体的辐射噪声. 相似文献
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环肋圆柱壳自由振动分析的能量法 总被引:4,自引:0,他引:4
本文使用Reyaeigh-Ritz法分析了环肋圆柱壳自由振动特性。从Fluegge经典壳体理论出发,考虑肋间壳板的变形以及肋骨在两个轴方向上的弯曲变形,把能量方程成为一个代数特征值问题。本文详细讨论了肋骨的布置型式,数量和刚度的变化对于环肋圆柱壳自由振动频率的影响。本文引入应变能因子讨论了环肋和壳体之间的相互作用。对总体振动和局部振动的问题进行了分析和探讨。 相似文献
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正交各向异性圆柱壳的振动分析及比较研究 总被引:1,自引:0,他引:1
本文对静水压力作用下正交各向异性圆柱壳的自由振动特性进行了分析。基于Flugge壳体理论,列出了正交各向异性圆柱壳在静水压力作用下的振动微分方程,对于两端简支的边界条件,推导出关于静水压力和频率的特征方程。用代数方程求解公式得到方程的解析解。本文详细讨论了壳体参数(L/R、h/R)和材料特性参数(Eθ/Ex)等对振动特性的影响。本文还分析了应用Love-Timoshenko、Donnell壳体理论的计算结果与Flugge理论的结果差异,同时指出文献[1]的一个错误。 相似文献
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《舰船科学技术》2020,(3)
对于进出口管道开口的大型船用离心风机,其内部非定常流动诱发的噪声是气动噪声和振动噪声的耦合且噪声以基频为主。本文通过数值计算方法定量研究了风机最高效率点(BEP)的基频噪声辐射,包含叶轮气动噪声、壳体气动噪声和壳体振动噪声。基于声学有限元方法,利用FW-H方程耦合URANS流场计算结果数值计算了离心风机的噪声辐射;以流动诱发壳体振动的压力脉动为噪声激励源,基于声学有限元方法,计算了壳体振动噪声辐射。结果表明,壳体基频气动噪声是风机噪声的主要贡献量(87 dB),其次是叶轮基频气动噪声(71dB),壳体基频振动噪声最小(57 dB)。噪声叠加使总噪声辐射增加了0.9 dB,但是声场的指向性没有发生变化。 相似文献
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环向加肋充液圆柱壳的振动分析 总被引:2,自引:0,他引:2
分析中空和充液加肋圆柱壳的自由振动特性,基于Love壳体理论,列出了中空圆柱壳和考虑充液耦合下的振动微分方程,对于两端简支的边界条件,推导出关于中空和充液圆柱壳的频率的特征方程。用代数方程求解公式从而得到方程的解析解;详细讨论了加肋形式、充液对圆柱壳振动特性的影响。 相似文献
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本文用步长样条元分析了加筋锥柱结合壳流固耦联振动特性,利用流固交界面运动耦联条件求出流场势函数与壳体位移场的关系式,利用变分原理导出振动系统运动方程,探讨了流体压力对结构振动频率的影响。 相似文献
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空化气泡会引起强烈的声辐射和舰船壳体振动,自由气核振动的跨临界分叉研究对寻求空化气泡的生成机理具有重要意义。通过建立不可压缩液体中自由气核的振动模型,由中心流形定理对该振动模型进行约化,得出中心流形上的跨临界分叉方程,通过该振动模型的分叉研究,提出了产生气泡的新机理,并进行了仿真实验加以验证。仿真结果表明,跨临界分叉是自由气核产生气泡的一条途径。 相似文献
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文章研究了加舱壁构成的多舱段圆柱壳的振动声辐射特性。壳体振动基于薄壳控制方程,舱壁振动分别考虑相互独立的面内伸缩与面外弯曲振动,建立用阻抗矩阵表示的壳体振动和辐射声功率解。通过数值计算研究舱壁对共振声辐射的影响,讨论舱壁个数、厚度及激励力位置对辐射声功率的作用,并分析舱壁作用机理。针对舱段长度与壳体直径之比在1.5到2.0之间的情况,计算结果表明,舱壁附加机械阻抗的作用导致壳体模态频率向低频移动,但基本不改变低频共振辐射的状态。多道舱壁在高频段降低壳体的均方振速,增加辐射效率,但对辐射声功率影响较小。激励力位置对低频共振辐射产生较大影响,特别是谷值变化可能高达10dB。舱壁的作用主要由其伸缩振动引起,因为伸缩振动产生的径向力的声激励效率最高。 相似文献