圆柱壳的力辐射模态分析与噪声控制-论文.pdf

《圆柱壳的力辐射模态分析与噪声控制-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第26卷第4期海军工程大学学报Vo1．26NO．42014年8月J0URNAL0FNAVALUNIVERSITYOFENGINEERINGAug．2014圆柱壳的力辐射模态分析与噪声控制纪刚，张纬康，周其斗，谭路(海军工程大学舰船工程系，武汉430033)摘要：为了能定量优化设备激振力布置，基于结构有限元耦合流体边界元法给出了力辐射模态的计算方法，分析了圆柱壳结构的力辐射模态特性。根据分析结果提出了对圆柱壳辐射噪声进行控制所需的激振力控制原则，并采用数值预报的方法证实了该原则的有效性。关键词：噪声控制；力辐射模态；圆柱壳中图分类号：0347．3文献标志码：A文

2、章编号：1009—3486(2014)O4—0083—05ForceradiationmodeanalysisandacousticreductionofcylindricalstructureJIGang，ZHANGWei—kang，ZHOUQi—dou，TANLu(Dept．ofNavalArchitectureEngineering，NavalUniv．ofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：Tooptimizetheconfigurationofmechanismexcitation，anapproachtoc

3、alculatingtheforceradiationmodesisproposedbasedonthefiniteelementcouplingfluidboundaryelementmethod．Theanalysisoftheforceradiationmodesofacylindricalstructureresultsintheguidingprinciplenecessarytoacousticreduction．Theprincipleisprovedtobeeffectivebynumericalprediction．Keywords：acou

4、sticreduction；forceradiationmode；cylindricalstructure潜艇上的机械设备会因其不平衡运转而产生大_8]。因此，对长波振动进行控制能更有效地降激振力，艇体结构受激振动并通过湿表面向外辐低辐射噪声。这体现了基于控制高辐射效率振动射噪声，因此控制艇体结构振动一直是潜艇结构模式的噪声控制思想。然而，单纯地对高辐射效声学设计和控制的主要目的。对结构振动的主要率振动模式进行控制并不全面，因为虽然短波振控制手段包括激振力隔离技术[1]和结构设计控制动的辐射效率较低，但如果该模式的振动幅值很技术。结构设计控制技术主要包括结构抗

5、控大，则它对声辐射的贡献也不可忽略。制_2]、激振力传递途径结构设计控制_4和阻实际上，结构的声辐射由被激发的振动幅值尼控制l_1]。以结构振动控制为核心的噪声控制和辐射效率共同决定，仅对高辐射效率的振动模思想是建立在各模式振动为等辐射效率的基础之式或较大幅值的振动模式进行控制均不足以最有上的，即所有被激发的振动模态对噪声的贡献能效地控制辐射噪声，为此文中引入力辐射模态的力均等，因此只要被激发的结构振动模态被控制概念]：将结构所受到的激振力分解为力辐射模了，辐射噪声就能得到有效控制。然而，文献E73态的叠加，这些模态的激振力各自独立地对总辐对圆柱壳的数值仿真结

6、果证实，不同模式的振动射噪声产生贡献。仅控制那些导致较大辐射噪声具有不同的噪声辐射效率，长波振动辐射效率较的力辐射模态幅值就能有效地实现总体辐射噪声收稿日期：2013-11—26；修回日期：2014—01—16。基金项目：国家部委基金资助项目(5i179199／Eo9l005)。作者简介：纪刚(1975一)，男，副教授，博士，主要研究方向为振动与噪声。通信作者：纪刚，E—mail：jigang一一一@sohu．COrn。．84．海军工程大学学报第26卷的控制。由于力辐射模态很好地解释了辐射噪声HⅣ{：—Hwq-HTf+—Hw-ffn~fn—一—．一f+H。(6

7、)的构成，因此基于力辐射模态的噪声控制思想更厶则式(5)重写为为合理。文中将结构有限元耦合流体边界元(FEM／wr—Hwff—Htf4-H0f—f、H,f、BEM)叩相结合给出力辐射模态的求解方法，针式(7)中，，H。Jr为0，这是因为H。=(Hwr—对圆柱壳结构受底部分布力作用情形进行力辐射H)／2为对角元素为0的反对称矩阵。由于辐模态分析，并根据分析结果给出对圆柱壳进行噪射声功率w州为非负值，因此实数对称矩阵Hr一声控制所需要的激振力布置原则，为工程使用提(Hw十HTwf)／2是正定的，因而H相似于对角元供参考。素为非负的对角矩阵A，故而式(7)可表达为W

8、d—fHrf—fPAAf一l采用FEM