基于不同模型和潜深差异的水下圆柱壳声振性能辨析研究

基本信息
批准号:51579109
项目类别:面上项目
资助金额:63.00
负责人:李天匀
学科分类:
依托单位:华中科技大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:方智,王鹏,郭文杰,王露,杨国栋,邱永康
关键词:
结构噪声结构振动圆柱壳自由液面声辐射
结项摘要

The acoustic-structural interaction model and the traditional fluid-structural interaction model are used to study underwater structure acoustics, but the lack of research on the relationship between the two. This project will reveal the physical connections and the applicable conditions of the two kinds of models. On this basis, the aims of the further reasearch are followed: building the underwater structural sound radiation relationship between the depth and the frequency when existence of free surface. Tending to break through the key techniques of the coupling parameters. Analyzing the physical mechanism of the acoustic radiation characteristics which vary from the different depth of water. Building the deeper submerged vibro-acoustic correction prediciting model based on the near fluid surface vibro-acoustic datas. This research results will be of important academic significance and national defense application value..The main contents of this project are as follow: Analyzing the differecnces of acoustic-structural interaction models and the traditional fluid-structural interaction models. Researching on submerged cylinder shell’s vibro-acoustics characteristics at different depth. Analyzing on the vibra-acoustics sensitivity of the parameters. Researching on the deeper submerged vibro-acoustic correction prediction model based on the near fluid surface vibro-acoustic datas. The aoustic radiation and the vibration experiments of submerged cylinder shell at various depth..This project is the amelioration and extension of the existing research work by the applicant and his project team. Its unique and creative advantages lie in two points. On the theoretial aspect, not only can it analyze the divergence of different vibro-acoustic models, but the vibra-aoustics model of the cylinder shells under the different submerged status will be built, which will perfect the theoretical system of vibra-acoustics of submerged cylindrical shell. On the application aspect, the research can put forward an deeper submerged vibro-acoustic correction forcasting approach based on the near fluid surface vibro-acoustic datas.

水下结构声学研究常用声固耦合或传统流固声耦合模型,但缺乏关系研究,拟辨析二者的机理联系与适用条件。在此基础上,建立自由液面影响下深度、频率与水下声辐射特性的关系模型,拟突破主要参数间的耦合关键技术,辨析潜深不同条件下结构声辐射特性存在差异的物理机理,建立基于近水面声振分析数据预报大潜深状态下声振性能的修正模型。研究具有重要的学术意义与国防应用价值。. 内容包括:声固模型与传统流固声模型的辨析研究;潜深差异下圆柱壳声振关系研究;参数的声振灵敏度分析;基于近水面声振分析数据的声学预报修正模型研究;不同潜深下声辐射及振动的测量及对比研究。. 本项目是申请者已有研究的深入和发展,其特色和创新之处在于理论上辨析不同声振模型的机理联系与区别,建立潜深差异下圆柱壳的声振关系模型,完善水下壳体结构声振研究的理论体系;在应用上提出基于近水面声振分析数据预报大潜深状态下声振性能的修正方法。

项目摘要

现阶段针对水下圆柱壳的声振特性研究大多假设结构浸没在无限域的理想声介质中,而在实际工程问题中,流域一般会受到自由液面、水底等边界的限制,结构也会因潜深不同而受到流体静压的影响,如何辨析潜深不同条件下结构声振性能间的机理联系,成为了预报大潜深状态下声振性能预报亟待解决的问题。目前,关于不同潜深条件下水中圆柱壳声振特性的研究工作尚待深入,本项目结合波传播方法,虚源法和 Galerkin法探讨了有限浸没变潜深以及部分浸没变潜深有限长圆柱壳的声振特性,并辨析了传统流固耦合方法与声固耦合方法的区别,研究结果为工程应用提供了理论参考。.开展基于不同模型和潜深差异的水下圆柱壳声振性能辨析研究,完成的研究内容为:(1)声固耦合模型与传统流固声模型的辨析研究;(2)潜深差异下圆柱壳声振关系研究;(3)参数的声振灵敏度分析;(4)基于近水面声振分析数据的声学预报修正模型研究;(5)不同潜深下声辐射及振动的测量及对比研究。.获得的主要研究成果如下;(1)完成了声固耦合模型与传统流固声模型的辨析研究;(2)建立了潜深差异下有限长圆柱壳-声场耦合系统的耦合振动模型;(3)开展了参数的声振灵敏度研究;(4)建立了近水面声振分析数据的声学预报修正模型;(5)不同潜深下声辐射及振动的测量及对比研究。(6)培养了6名博士研究生和5名硕士研究生。.本项目是申请者即课题组已有研究工作的完善、深入和发展,其特色和创新之处是探究了潜深不同条件下结构声振性能间的机理联系研究,为更好地基于近水面声振分析数据预报服役状态下的水下航行器的声振特性和结构的声学优化设计提供了理论基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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