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1、第36卷第11期上海交通大学学报Vol.36No.112002年11月JOURNALOFSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYNov.2002文章编号:100622467(2002)1121537203舰艇振动声学特性数值分析杨德庆, 王德禹, 刘洪林(上海交通大学船舶与海洋工程学院,上海200030)摘 要:交替运用结构有限元法与声学边界元法,对某型艇振动声学特性数值计算问题进行了研究.建立了全船三维有限元分析模型,通过频响分析计算,获得结构振动响应特性参数.以船体结构频响分析计算结果为声学边界条件,建立了全船三维边界元声学分析模型,并采用
2、直接边界元法,对全船近场声学特性进行了计算.对比计算结果与实测数据表明,该计算方法是可行的,计算精度满足工程需要.关键词:船舶;振动;声学;数值分析中图分类号:U661.44文献标识码:ANumericalAnalysisofVibro2AcousticCharactersofShipYANGDe2qing,WANGDe2yu,LIUHong2lin(SchoolofNavalArchitecture&OceanEng.,ShanghaiJiaotongUniv.,Shanghai200030,China)Abstract:Thenumericalanal
3、ysisofvibro2acousticcharactersofashipwascarriedoutbyuseofstructuralFEMandacousticBEM.Thevibrationresponsecharacterswerecomputedbasedonthe32DFEmodelofashipwithsoftwareNASTRAN.TakingthevibrationcharactersfromFEAasboundaryconditions,a32DacousticBEmodelwasconstructed.Atlast,theacousti
4、ccharactersoftheshipinnearfieldwerecalculat2edbyusingthedirectBEMwithsoftwareSYSNOISE.Thecomputationalresultswerecomparedwiththeexperiments,anditshowstheeffectivenessandvalidityoftheproposedmethod.Keywords:ships;vibration;acoustics;numericalanalysis 船舶结构振动声学分析,对于优化船舶结构声算分析问题进行了探索
5、.合理利用、开发所引进的国学设计、改善船舶作战及工作性能和乘员生活环境外计算软件功能,实现了三维全船模型声学数值计[1]具有重要指导意义.振动是噪声产生的根源,船舶算,并将所得结果和实验数据进行了比较.上主辅发动机、空调、螺旋桨、消防泵等设备的振动1X型艇有限元法振动响应特性计算和水动噪声导致船舶噪声的产生,并沿着骨架、板等构件向船舱、空气以及水下辐射.由于声学计算的复采用三维全船结构有限元模型分析X型艇的杂性,加上计算方法和软件的匮乏,目前国内船舶设结构振动响应特性,在动力学分析方法上,利用有限[2]计领域还无法对全船模型进行声学计算分析.而依元法求解,
6、从而保证分析的全面性和准确性.靠实验手段获得的建成后的实船相关数据,又无法简谐激励作用下,船体结构动力响应有限元平给设计部门提供预见性的结构声学计算信息.鉴于衡方程为此2,本文结合实际项目,对三维全船模型声学数值计(K+iXC-XM)x=fe(1)式中:K、C和M分别为船体结构刚度矩阵、阻尼矩收稿日期:2001211227阵和质量矩阵;x为船体结构有限元节点位移向量;作者简介:杨德庆(19682),男,辽宁海城人,副教授,博士,研究方向为结构优化,船舶声学.fe为外激励载荷向量.©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo
7、.,Ltd.Allrightsreserved.1538上 海 交 通 大 学 学 报第36卷 进行船舶结构有限元法动力响应分析,需完成以下工作:建立全船结构有限元网格模型;计算附加水质量,建立质量模型;考虑重力载荷及重心调整;确定船体振动激励源载荷和阻尼系数;计算给定各频率激励下船体结构响应参数(如位移、速度和加速度).1.1 船体无量纲主尺度总长:11.03,设计水线长:9.60,型宽:1.9,型图2X型艇振动速度频率响应曲线深:0.84,设计排水量:104.80,肋骨间距:0.1,设计Fig.2Velocity2frequencyresponsecu
8、rveofaship吃水:0.50,结构吃水:0.57.1.2 三
