内部带板的圆柱壳声辐射特性研究

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1、分类号:TB53210710-2010112014硕士学位论文内部带板的圆柱壳声辐射特性研究王勇导师姓名职称石焕文教授申请学位级别工学硕士学科专业名称固体力学论文提交日期2013年5月31日论文答辩日期2013年6月14日学位授予单位长安大学StudyonacousticradiationfromacylindricalshellwithaninternalplateADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangYongSupervisor：Prof

2、.ShiHuanwenChang’anUniversity,Xi’an,China摘要圆柱壳作为潜艇舱段、管道、飞机机舱段、液化储存罐、电机和发电机外壳等结构的简化模型被广泛研究，特别是在水下航行器结构方面的研究有助于降低其噪声，这对增强其隐蔽性和生存能力至关重要。在许多问题中，壳体与流体都存在相互作用。同时两者的密度又在相近数量级，所以忽略流体与结构的相互作用，对于大多数问题来说都是不准确的，特别是对于激励频率在结构固有频率附近时。考虑流体与结构间的相互作用又是非常困难的，这增加了方程的求解难度，有许多学者对这一

3、问题展开了研究。另一方面，各种复杂结构的声辐射问题也备受关注，结构形式包含了环肋、板、柱等不同的结构组合，而材料方面，也逐渐由单一材料向复合材料发展。本文研究了内部带板的无限长圆柱壳结构的声辐射。首先得到了微小声波Helmholtz方程，以及圆柱壳－声媒介耦合边界条件，采用Fourier变换法，并结合使用Hankel函数和平稳相位法，应用Donnell-Mushtari壳体理论和板振动理论得到了远场声压解。应用数值分析方法，计算了结构中在板在不同位置、不同厚度下的远场声压级。另一方面应用有限元－边界元方法，计算了内

4、部带板的有限长圆柱壳声辐射特性，通过比较计算结果发现板的存在增强了结构的声辐射，并通过计算比较前面得到的声压解发现结构中板壳的相对刚度对结构整体的声辐射水平有影响。在不同的刚度组合下，存在一些声压级极小值点，这一规律对降低结构的声辐射有一定帮助。关键词：声辐射、圆柱壳、有限元－边界元IAbstractCylindricalshellsusedasmodelofsubmarinecabin,pipes,plate,airplanecabin,motorsareresearchedwidely,especiallyfo

5、rtheunderwatervehicle.ItisimportanttoreducethenoisefromthestructuretostrengthenitsConcealmentandsurvivability.Inmanycasestheshellandthefluidwhichareincontactwitheachotherhavedensitiesofthesamemagnitude.Itisthenimpossibletoneglectthecouplingbetweenthestructurea

6、ndthefluidsurroundingorcontainedinit.Manyproblemsoccurwhentheexcitationfrequencyisclosetoaneigenfrequencyofthestructure.Becauseitisverydifficulttotakeexactlyintoaccountexceptinafewcaseswhichmanyresearchersfocuson.Ontheotheraspectcomplexstructuresareresearchedw

7、idely,fromstiffedringribstoplate,frompurematerialtocompositematerials.Thispaperstudiessoundradiationfromcylindricalshellwithainternalplate.Firstly,theHelmholtzequationwhichdescribesthepropagationofsoundinfluidisderived,withtheboundarybetweentheshellandthefluid

8、.ApplyingtheFouriertransform,Hankelfunctionsandstationaryphasemethodtotheequation,thefar-fieldsoundpressureissolved.Withthenumericalanalysismethods,soundpressurelevelwithaninternal