敷设覆盖层的弯曲弹性壳体声散射特性和声振机理研究

基本信息
批准号:11904385
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:金中坤
学科分类:
依托单位:中国科学院声学研究所
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
覆盖层声振性能全局声阻抗弯曲弹性壳体声场预测
结项摘要

As one of the prior researches in underwater acoustics, the sound field prediction of underwater structures has drawn growing concerns. The studies of acoustic scattering characteristics and vibro-acoustic mechanism of curved shells covered with coating layer can provide theoretical basis for the acoustic design of underwater vehicle and coating layer. A lot of work has been done to analyze the acoustic properties of underwater periodic structure which can expand along the plane based on the finite element method combined with the Bloch-Floquet theorem. Nevertheless, underwater vehicles usually have curved shells. This project plans to carry out a research by putting forward a new numerical algorithm and experiments to investigate the acoustic scattering characteristics and vibro-acoustic mechanism of curved elastic shells covered with periodic coating layer. Firstly, the concept of global acoustic impedance will be proposed and the matrix of global acoustic impedance calculated. With the acoustic boundary element method the influence of structure parameters on the acoustic scattering properties will be investigated, it will promote a new way for the analysis of acoustic scattering mechanism. In the meantime, a numerical algorithm will be designed to analyze the periodic cell which expands along a curved surface. With the application of this algorithm, the vibro-acoustic properties of the coating layer and the near-field echo mechanism of the target object can be investigated. Then, an experimental study of the scattered sound field will be carried out and the corresponding theoretical interpretation will be drawn to explore the influence of the coating parameters and the curved shell parameters on the acoustic scattering of the target structure. In this way, we can obtain a new mechanism and understanding of the acoustic characteristics of the curved shell coated with coating layer.

水下结构的声场预测是水下声学研究的重要方向。研究敷设覆盖层的弯曲弹性壳体的声散射特性和声振机理,可以为水下航行器和覆盖层的声学性能设计提供理论支撑。基于Bloch-Floquet理论和有限元方法,已有许多工作描述了可沿平面展开的周期性结构的声学性能。水下航行器的壳体通常为弯曲形状,本项目设计数值算法和实验对敷设覆盖层的弯曲弹性壳体的声散射特性和声振机理进行研究。首先,提出全局声阻抗的概念并对全局声阻抗矩阵进行求解,结合声学边界元法分析结构参数对声散射特性的影响规律,为声散射机理的探索提供新思路;期间,根据求解的模型设计周期单元沿曲面展开的数值算法,并对覆盖层的声振性能和目标结构的近场回声机理进行研究;然后,对散射声场开展实验研究,并发展对应的理论解释,探索覆盖层参数和弯曲壳体参数对目标结构散射声压的影响规律,以获取弯曲壳体覆盖层声学特性的新机理和新认识。

项目摘要

声阻抗是水下结构声场预测的重要边界条件。研究敷设覆盖层的弯曲弹性壳体的声阻抗边界特性,可以为水下航行器和覆盖层的声学性能设计提供理论支撑。本项目对弹性球壳以及弹性和粘弹性复合球壳的声阻抗边界进行研究,提出了全局声阻抗的概念并对全局声阻抗矩阵进行求解和分析。声学边界元方法结合全局声阻抗矩阵求解了球壳结构的声散射目标强度,并指出了局部阻抗求解声学目标强度的局限性。本项目首次提出了全局声阻抗的概念,其包含了整个结构外表面的阻抗元素,是对结构阻抗边界的完整表达,对水下航行器声学性能设计具有重要指导意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
2

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
3

基于LASSO-SVMR模型城市生活需水量的预测

基于LASSO-SVMR模型城市生活需水量的预测

DOI:10.19679/j.cnki.cjjsjj.2019.0538
发表时间:2019
4

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

DOI:
发表时间:2018
5

栓接U肋钢箱梁考虑对接偏差的疲劳性能及改进方法研究

栓接U肋钢箱梁考虑对接偏差的疲劳性能及改进方法研究

DOI:10.3969/j.issn.1002-0268.2020.03.007
发表时间:2020

金中坤的其他基金

相似国自然基金

1

敷设复杂声学覆盖层的板壳结构声振特性的理论建模及仿真分析

批准号:11502056
批准年份:2015
负责人:袁丽芸
学科分类:A0803
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

复杂壳体的声振特性

批准号:19974024
批准年份:1999
负责人:汤渭霖
学科分类:A2302
资助金额:13.00
项目类别:面上项目
3

水下复杂壳体结构-轴系耦合系统声振特性及其机理研究

批准号:51775125
批准年份:2017
负责人:靳国永
学科分类:E0503
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
4

水中双层加肋圆柱壳体声散射特性研究

批准号:10504021
批准年份:2005
负责人:范军
学科分类:A23
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目