舱壁与压载对流场中有限长圆柱壳声辐射影响
内部声激励下加筋圆柱壳的声辐射特性分析

内部声激励下加筋圆柱壳的声辐射特性分析
彭旭;关珊珊;骆东平;陈美霞
【期刊名称】《固体力学学报》
【年(卷),期】2007(28)4
【摘要】从Flügge薄壳理论和Helmholtz波动方程出发,根据模态叠加原理推导了有限长加筋圆柱壳受机械力和内部声源简谐激励下的"内部声腔-加筋柱壳-外部声场"耦合方程.比较了点力和点声源作用时圆柱壳的声辐射特性以及传递损失.结果表明:在讨论的频率范围内,点声源对内场均方声压起主要作用;点声源作用下外场辐射声压分布较均匀,其传递损失较点力作用下的大,但壳体的外场声辐射效率较点声源作用下的高.分析结果对圆柱壳体结构的声学设计具有一定的参考价值.
【总页数】7页(P355-361)
【关键词】加筋圆柱壳;空气噪声;辐射声功率;传递损失;辐射效率
【作者】彭旭;关珊珊;骆东平;陈美霞
【作者单位】武汉第二船舶设计研究所;华中科技大学交通科学与工程学院,武汉430074
【正文语种】中文
【中图分类】O413.1
【相关文献】
1.内部声激励下圆柱壳低阶模态声振特性研究 [J], 杨德森;张睿;时胜国
2.水下加筋圆柱壳声辐射特性分析的改进精细传递矩阵法 [J], 庞福振;吴闯;王献忠;
姚熊亮
3.加筋圆柱壳声辐射特性研究及声学优化设计 [J], 张波;向阳;李飞;郭宁;肖鸿飞
4.内部声激励下水下加筋圆柱壳声辐射特性研究 [J], 关珊珊;邓海华;陈明
5.基于FEM/BEM法的内部声激励水下圆柱壳声辐射计算 [J], 陈美霞;邱昌林;骆东平
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基于Abaqus的舷间充水双层壳体水下声辐射计算方法验证

60卷第1期(总第229期)中国造船V ol.60 No.1 (Serial No. 229)2019年3月SHIPBUILDING OF CHINA Mar. 2019文章编号:1000-4882(2019)01-0175-10基于Abaqus的舷间充水双层壳体水下声辐射计算方法验证吴健*1.2,何涛1.2,王纬波1.2(1. 中国船舶科学研究中心船舶振动噪声重点实验室,无锡214082;2. 江苏省绿色船舶技术重点实验室,无锡214082)摘要利用双层弹性球壳及加肋圆柱壳的算例验证Abaqus软件对带有舷间水体的水下结构声辐射计算方法。
用Python语言编制了球形场点的辐射声功率计算程序,对结构振动加速度、场点声压和辐射声功率进行了比较。
计算结果表明,双层球壳的场点声压与辐射声功率的解析解与Abaqus软件的计算结果吻合较好;双层加肋圆柱壳的Abaqus软件的计算结果与三维水弹性声辐射计算方法的结果存在一定的峰值频率偏移,但计算反映的趋势及曲线峰值吻合较好。
在经过验证后,该方法可用于水下带舷间水体的复杂结构的声辐射评估。
关键词:声学无限元;舷间水;声辐射;双层球壳;双层加肋圆柱壳中图分类号:TB532 文献标识码:A0 引言随着现代潜艇隐身技术的发展,水下结构在无限大流场中的流固耦合振动和声辐射问题成为近年来研究的热点。
在水下结构声辐射计算方面,商德江等[1]提出的方法是:首先在有限元模型中计算激励力作用下的流固耦合动力响应,再将结构表面的位移作为边界元的边界条件,计算声学物理量。
姚雄亮等[2]将ANSYS和SYSNOISE软件相结合,对双层壳体水下振动和声辐射进行仿真分析。
缪旭弘等[3]通过Abaqus 软件和声固耦合算法对双层圆柱壳的水下噪声辐射特性进行计算和分析,计算值与试验数据吻合较好,能满足工程要求。
张磊等[4]通过ANSYS声振耦合的谐响应分析,建立6倍于结构模型尺寸的水体单元,计算水下双层圆柱壳体振动响应和声场中的声压响应。
有限浸深圆柱壳振动及远场声辐射的解析方法简

有限浸深圆柱壳振动及远场声辐射的解析方法简
有限浸深圆柱壳振动及远场声辐射是近年来政务民生领域中颇受重视的课题。
它利用直接有限元法模拟圆柱壳振动,研究得到的圆柱壳振动的结果被用作近场声辐射计算的初始数据,利用差分法,解决远场声辐射的问题,为政务民生工程的运筹布局、可行性提供有力的支撑。
有限浸深圆柱壳振动及远场声辐射的解析方法主要分两步:第一步,先有限元
分析建立三维边界介质问题,输入圆柱壳空腔结构参数和调查场景空气条件等数据,在空间离散、基于时域有限元方法和球壳空气介质对声学动扩散方程的应用,解决圆柱壳振动的问题,数值模拟得到圆柱壳振动的分布特性。
第二步,依据圆柱壳振动的分布特性,使用差分法解决远场声辐射问题,数值仿真结果用作政务用地可行性分析、政务民生工程布局等决策参考。
有限浸深圆柱壳振动及远场声辐射的解析方法对于政务民生领域有着广泛的应用,它利用有限元分析体系和差分数值计算技术,解决较为复杂的分部圆柱壳振动及其远场声辐射动扩散物理系统,为政务民生工程的规划设计、场地可行性提供有力的支撑。
肋骨侧向加强对环肋圆柱壳水下振动与声辐射的影响

肋骨侧向加强对环肋圆柱壳水下振动与声辐射的影响
王路才;周其斗;纪刚
【期刊名称】《中国舰船研究》
【年(卷),期】2013(000)002
【摘要】采用结构有限元耦合流体边界元的附加质量附加阻尼算法,对肋骨采用
不同侧向加强材的环肋圆柱壳水下振动与声辐射进行数值计算,并对数值计算结果进行比较和分析。
讨论了4种侧向加强材对环肋圆柱壳水下振动与声辐射的影响,结果表明:4种肋骨侧向加强材对环肋圆柱壳结构的减振降噪是有利的,肋骨采用扶强材、半肋距肘板、整肋距肘板和纵筋加强其减振降噪效果会逐渐增强;随着频率的升高,各种侧向加强材的减振降噪效果也逐渐增强;肋骨侧向加强材主要对环肋圆柱壳肋骨间的振动产生影响,对其低频整体振动影响较小。
【总页数】6页(P84-89)
【作者】王路才;周其斗;纪刚
【作者单位】海军工程大学舰船工程系,湖北武汉 430033;海军工程大学舰船工程系,湖北武汉 430033;海军工程大学舰船工程系,湖北武汉 430033
【正文语种】中文
【中图分类】U661.44
【相关文献】
1.纵桁对环肋圆柱壳体水下振动与声辐射的影响 [J], 王路才;周其斗;纪刚
2.基于Riccati传递矩阵法分析水下有限长环肋圆柱壳的声辐射性能 [J], 曹雷;马
运义;黄玉盈
3.焊接残余应力对环肋圆柱壳水下声辐射影响研究 [J], 李磊鑫;刘勇;陈炉云
4.纵桁穿过边缘开孔舱壁对环肋圆柱壳水下声辐射特性的影响 [J], 仪修阳;周其斗;纪刚;段嘉希;黄振卫
5.焊缝对环肋圆柱壳振动声辐射的影响 [J], 杨念;易宏;刘勇
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圆柱壳体振动声辐射效率数值计算分析

圆柱壳体振动声辐射效率数值计算分析作者:西北工业大学贺晨盛美萍石焕文摘要:利用有限元、边界元和统计能量分析方法并结合软件对圆柱壳体在流场中受激振动及声辐射效率作了数值计算分析研究。
利用ANSYS 软件计算壳体的模态及其在流场中受点激励时的振动响应。
然后结合SYSNOISE 软件和AUTOSEA 软件分别计算壳体在流场中声辐射效率在低频段和高频段时的频率响应。
从而建立一套圆柱壳体在流场中振动声辐射效率在全频段的数值计算分析方法。
关键词:声学;圆柱壳体;振动;声辐射效率;数值计算声隐身技术在水下目标隐身技术中仍然占据主导地位。
水下目标的声隐身性能主要体现在抗敌主动声纳的探测能力及防敌被动声纳探测能力上,而降低和屏蔽自身的辐射噪声是水下目标主动隐身的有效措施,因此研究结构声辐射对于水下隐身技术具有重大的意义。
航行器的结构噪声来源于内部机械激励板或壳体振动并带动周围流体介质产生声辐射,而圆柱壳体是潜艇、鱼雷及其他各种空中或水下航行器舱段的主要结构形式,因此研究圆柱壳体在有流体介质负荷时的声2振特性具有重要的理论价值和实际意义。
有限元2边界元方法是结构振动声辐射常用的数值分析方法,比较成熟的商用软件包括美国ANSYS 公司开发的有限元软件ANSYS 和比利时LMS公司开发的有限元2边界元软件SYSNOISE 等。
ANSYS 软件含有有限元技术,可以计算任意复杂结构的水下振动与声学问题。
但该软件声场后处理能力弱,无法给出声辐射功率、声辐射效率等声学参量。
SYSNOISE 软件既含有限元技术,又含边界元技术,可计算一般复杂弹性结构的水下耦合振动问题。
其对声场的后置处理功能很强,可计算结构的声辐射功率、激励力的辐射声功率、声辐射效率、声场的质点振速分布及远场指向性等等。
综合这两套软件的特点,将其联合起来使用,可以计算水下圆柱壳体与声场的耦合振动与声辐射问题[1 ] 。
然而在高频区域,有大量的共振模态存在使得对所有振动共振模态的确定性分析是不现实的;同时计算频率越高,网格划分越细,单元数量就越多,而目前计算机的处理能力有限,因此有限元2边界元方法在高频时就不适用。
潜深对水下圆柱壳振动声辐射特性的影响

潜深对水下圆柱壳振动声辐射特性的影响水下圆柱壳振动声辐射特性是工程实践中非常重要的问题之一,也是水下结构振动研究的重点。
对于水下圆柱壳振动声辐射特性的研究,需要考虑多方面的因素,其中潜深是一个十分关键的因素。
潜深对水下圆柱壳振动声辐射特性的影响主要表现在以下几个方面。
首先,潜深会影响水下圆柱壳振动的自由面效应。
随着潜深的增加,水的流动会受到更大的阻碍,水下结构的动力学特性将发生变化,自由面效应将变得更加复杂。
这些变化将直接影响到水下圆柱壳振动的声辐射特性。
其次,潜深会影响水下圆柱壳振动的涡激振动效应。
潜深的变化会影响水下圆柱壳所受到的涡激振动力的大小和方向,从而对水下圆柱壳的振动产生直接的影响。
此种振动形态对于结构的疲劳破坏至关重要,因此工程实践中需要认真考虑潜深的影响。
再次,潜深会影响水下圆柱壳的流体-固体耦合效应。
随着潜深的变化,水的流动状态将发生变化,这将导致水下圆柱壳与周围流体的相互作用方式发生变化,其流体-固体耦合效应也将随之改变。
这种耦合效应将对结构的动态响应和振动的辐射产生重要的影响。
最后,潜深会影响水下圆柱壳的声学辐射特性。
随着潜深的变化,水的声学性质将改变,包括水的密度、速度和水中声波传播特性等。
这些变化将影响水下圆柱壳振动产生的水中声场分布特性以及声辐射的整体特性。
综上所述,潜深是影响水下圆柱壳振动声辐射特性的重要因素之一,具有重要的研究价值和工程应用意义。
在工程实践中,需要结合潜深以及其他影响因素,全面考虑水下圆柱壳振动声辐射特性的各个方面,提高结构的运用效率和安全性。
为了更加深入地了解潜深对水下圆柱壳振动声辐射特性的影响,研究者们进行了一系列的实验与数值模拟,从中获取了大量的实验数据和数值模拟结果。
以下是一些常用的数据指标以及对其的简单分析。
首先是水下圆柱壳振动导致的水中声场频谱。
通过声波传感器采集的实验数据显示,潜深的变化会直接影响水下圆柱壳振动导致的水中声场频谱,特别是在低频段上表现得更加明显。
加肋圆柱壳水下声辐射数值分析几个问题研究

加肋圆柱壳水下声辐射数值分析几个问题研究
曾革委
【期刊名称】《振动工程学报》
【年(卷),期】2004(017)0z2
【摘要】利用通用数值分析程序以及解析方法计算了单个舱段以及三个舱段单层加肋圆柱壳水下声辐射,获得了结构表面振速到远场辐射噪声的传递函数,对数值分析程序以及解析方法计算结果进行了分析比较,结果表面一个舱段结构和三个舱段结构辐射声场以及传递特性是不同的,采用一个舱段结构模型模拟多个舱段结构水下声辐射特性是不行的.采用了不同密度网格进行计算,结果表明粗网格也可以获得较好计算结果.
【总页数】4页(P995-998)
【作者】曾革委
【作者单位】中国船舶重工集团公司第七○一研究所14室,武汉,430064
【正文语种】中文
【中图分类】TB533
【相关文献】
1.无限长双层加肋圆柱壳水下声辐射解析计算 [J], 曾革委
2.基于统计能量法的环肋圆柱壳中、高频振动与声辐射性能数值分析 [J], 和卫平;陈美霞;高菊;陈清坤
3.加肋圆柱壳舱段水下声辐射试验研究 [J], 曾革委;吴崇健
4.外壳板采用纵骨加强的双层加肋圆柱壳水下声辐射分析 [J], 曾革委;黄玉盈;谢官
模
5.求解水下纵向加肋无限长非圆柱壳声辐射问题的一种新的半解析方法 [J], 黄玉盈;向宇;苏海东
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水中有限长功能梯度材料圆柱壳声辐射研究

水中有限长功能梯度材料圆柱壳声辐射研究徐步青;杨绍普;齐月芹【摘要】研究了径向简谐集中力激励下的水中功能梯度复合材料有限长圆柱壳的振动和声辐射问题.从有限长功能梯度材料振动方程出发,利用模态叠加法,推导出了圆柱壳在径向集中力激励下,平面振动平均振速和声辐射效率表达式.通过数值仿真计算了不同梯度指数下圆柱壳的平均振速、辐射功率和辐射效率.为功能梯度材料圆柱壳声辐射的研究提供了一种有效方法.%Sound radiation from a submerged functionally gradient material cylindrical shell excited by har monic point radial force is considered. Based on the vibration equation of finite FGM cylindrical shell, the ex pression of mean radial quadratic velocity and sound radiation efficiency by modal analysis method have been de rived on the condition that it is excited by a radial harmonic point force. Finally, the relationships between mean radial quadratic velocity and frequency, between radiated sound power and frequency, and between radiation ef ficiency and frequency are numerical solved under various gradient index of FGM cylindrical shell.【期刊名称】《石家庄铁道大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2011(024)003【总页数】6页(P44-49)【关键词】声辐射;功能梯度材料;圆柱壳;梯度指数;有限长【作者】徐步青;杨绍普;齐月芹【作者单位】石家庄铁道大学工程力学系,河北石家庄 050043;河北省交通安全与控制重点实验室,河北石家庄 050043;石家庄铁道大学工程力学系,河北石家庄050043;石家庄铁道大学工程力学系,河北石家庄 050043【正文语种】中文【中图分类】TU3180 引言功能梯度材料( Functionally Graded Material,简称FGM) 是由一种全新的设计概念而开发的新型功能材料。
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舱壁与压载对流场中有限长圆柱壳声辐射影响
有限长圆柱壳是船舶、飞机等重要工程结构中的常见部件,其声辐射问题尤为突出。
圆柱壳在航行或飞行过程中,受到来自水或空气的流体动力作用,产生的压力波将引起圆柱壳表面震动,进而导致沿壳体传播的声振动和声辐射。
而壳体的舱壁和压载状态则会直接影响其声辐射特性。
首先,舱壁对有限长圆柱壳的声辐射影响主要体现在其对结构振动模态的限制上。
舱壁对圆柱壳的支撑和限制作用可以减小其振动幅值,降低其发出的噪声。
此外,舱壁的材料和厚度也会对其对声辐射的影响产生一定影响。
例如,在一定频率范围内,适当增加舱壁厚度可以提高其附加阻尼,抑制结构振动,从而降低声辐射。
其次,压载状态也是影响有限长圆柱壳声辐射的重要因素。
圆柱壳所受的流体动力作用和结构的刚度是影响其压力响应和振动响应的主要因素。
当流体动力影响较小时,圆柱壳表现为自由振动状态,其振动响应和声辐射特性主要受到自然频率和阻尼等参数的影响。
当流体动力影响增大时,圆柱壳的振动响应和声辐射特性会发生显著变化。
此时,压载状态对圆柱壳的振动模态、波浪压力响应和声辐射特性等方面都会产生直接影响。
最后,圆柱壳的表面粗糙度和形状也会对其声辐射特性产生影响。
在水中运行的船舶圆柱壳表面形态的复杂性和不规则性,会导致其产生较强的流体动力作用,从而增加结构振动和声辐射。
因此,船舶利用防污涂层等方法提高圆柱壳表面平滑度,可以有效减少其流体动力响应和噪声产生。
总之,舱壁和压载状态是影响有限长圆柱壳声辐射的主要因素之一。
对于船舶、飞机等重要工程结构来说,如何有效控制声辐射问题对于保证航行安全和提高乘客舒适度至关重要。
因此,深入研究舱壁和压载对有限长圆柱壳声辐射的影响规律,开展有效的声学控制和优化设计是提高结构阻尼和降低噪声水平的重要途径。
相关数据分析是对有限长圆柱壳声辐射影响的研究不可或缺的内容,下面我们将列举一些可能涉及的数据和进行分析。
1. 圆柱壳的外径和长度
圆柱壳的大小直接影响其固有频率和压力响应特性。
较小的圆柱壳通常发出较高频率的噪声,而较大的圆柱壳发出的则是低频噪声。
2. 圆柱壳的材料和厚度
圆柱壳的材料和厚度也影响其固有频率和声辐射特性。
越厚的壳体往往有更好的附加阻尼能力,从而减少声振动导致的声辐射,但同时也增加了结构的质量和阻尼,降低了自由振动频率。
3. 圆柱壳的流体动力响应
当圆柱壳受到水流或风力的作用时,其表面会产生压力波,导致结构振动和声辐射。
流体动力响应的程度取决于圆柱壳的形状、流体速度、密度以及黏性等因素。
4. 壳体的表面形态和粗糙度
圆柱壳的表面粗糙度和形状也会直接影响其流体动力响应和声
辐射特性。
粗糙表面会增加流体动力的作用,从而增加结构振动和声辐射的强度,而平滑的表面则会减少流体动力,降低声辐射。
5. 壳体的运行速度
在水中运行的船舶和潜艇等容易产生较强的流场,船舶的速度是影响流场和结构响应的重要因素。
当运行速度增大时,圆柱壳受到的流体动力作用也会增强,导致声辐射更加严重。
综上所述,这些数据都是对圆柱壳声辐射影响进行分析的重要数据。
了解这些数据,结合分析工具和方法,可以有效预测和控制圆柱壳的声辐射水平,从而为提高结构性能、降低噪声污染水平提供有益的指导。
以汽车制造为例,对相关数据进行分析与总结。
汽车制造一直以来都是拥有高附加值的制造业之一,同时又是一个高度集成了多种技术的复杂制造系统。
在汽车制造领域,相关数据的分析和处理,能够帮助企业更好地把握、规划和控制产品的制造流程、品质和性能,并实现技术和运营的优化。
以汽车生产流程中的零部件加工为例,对相关数据进行分析:
1. 加工精度数据:对汽车零部件加工质量进行检测和评估,确保产品的质量和精度。
通过分析加工精度数据,企业能够及时了解生产过程中的偏差、缺陷和异常,制定相应措施,优化生产流程和控制指标,提高生产效率和产品质量。
2. 加工时长数据:对公司生产效率进行分析和评估。
通过分析加工时长数据,企业可以评估零部件的生产周期、制造成本等情况,寻求提高效率的措施和加工流程,有效地降低成本和提升产品竞争力。
3. 原材料来源和质量数据:原材料的质量和来源对产品质量和可靠性有着重要影响。
通过对原材料来源和质量数据进行分析,企业能够了解采购商的整体业绩、库存情况和供应商的质量水平,制定高效的采购策略,降低成本和风险。
同时,也需要对原材料的质量进行严格检验和验证,保证原材料的质量符合要求。
综上所述,对汽车零部件加工过程中的相关数据进行分析,不仅有利于企业优化生产效率和质量,同时也有利于实现技术革新、降低成本和提升市场竞争力,在汽车制造领域中起着重要的作用。