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水中有限长纵向加肋圆柱壳体振动与声辐射 被引量:10
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作者 廖长江 蒋伟康 +1 位作者 王云 段浩 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期325-329,共5页
根据模态分析法,推导了水中有限长纵向加肋圆柱壳体的耦合振动方程.其中纵向肋骨的作用表现为在基本圆柱壳体流固耦合振动方程中增加相应的附加阻抗,因此壳体的振动和声辐射由壳体机械阻抗、辐射阻抗和纵向肋骨附加阻抗所决定.在此基础... 根据模态分析法,推导了水中有限长纵向加肋圆柱壳体的耦合振动方程.其中纵向肋骨的作用表现为在基本圆柱壳体流固耦合振动方程中增加相应的附加阻抗,因此壳体的振动和声辐射由壳体机械阻抗、辐射阻抗和纵向肋骨附加阻抗所决定.在此基础上通过算例对水中纵向加肋圆柱壳体振动与声辐射进行了研究.研究表明,纵向加肋对水中圆柱壳体的辐射声功率影响不大,但壳体表面平均振动速度明显降低,相应的辐射效率增加. 展开更多
关键词 有限长纵向加肋圆柱壳 振动与声辐射 辐射声功率
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水中有限长纵向加肋圆柱壳体振动与声辐射影响因素研究 被引量:11
2
作者 廖长江 蒋伟康 +1 位作者 王云 段浩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期74-79,83,共7页
以水中有限长纵向加肋圆柱壳体为研究对象,推导了水中有限长纵向加肋圆柱壳体的声固耦合振动方程,其中纵向肋骨的作用表现为在基本圆柱壳体声固耦合振动方程中增加相应的附加阻抗,因此壳体的振动和声辐射由壳体机械阻抗、辐射阻抗和纵... 以水中有限长纵向加肋圆柱壳体为研究对象,推导了水中有限长纵向加肋圆柱壳体的声固耦合振动方程,其中纵向肋骨的作用表现为在基本圆柱壳体声固耦合振动方程中增加相应的附加阻抗,因此壳体的振动和声辐射由壳体机械阻抗、辐射阻抗和纵向肋骨附加阻抗决定。通过数值仿真算例对外力激励下有限长纵向加肋圆柱壳体振动与声辐射影响因素进行了研究。结果表明纵向加肋对水中圆柱壳体的辐射声功率影响不大,但壳体表面平均振动速度明显降低,而材料损耗因子对几乎所有频段内水中圆柱壳体的辐射声功率和表面平均振动速度都有明显抑制作用。 展开更多
关键词 有限长纵向加肋圆柱壳 振动与声辐射 辐射声功率 均方振速
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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 被引量:6
3
作者 曹雷 马运义 黄玉盈 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第9期149-154,共6页
采用与以往解析法和FEM/BEM不同的思路,通过运用Riccati传递矩阵法和齐次扩容精细积分法求解水下圆柱壳声振问题的一阶矩阵微分方程,提出一种新的半解析半数值法分析有限长环肋圆柱壳的声振问题。声压解析表达式由满足Helmholtz方程的... 采用与以往解析法和FEM/BEM不同的思路,通过运用Riccati传递矩阵法和齐次扩容精细积分法求解水下圆柱壳声振问题的一阶矩阵微分方程,提出一种新的半解析半数值法分析有限长环肋圆柱壳的声振问题。声压解析表达式由满足Helmholtz方程的基本解的线性组合表示;利用液固交界面的法向速度协调条件以及在壳体母线上配点,从而将结构的声振耦合方程转化为求解声压系数的线性代数方程组,实现了对环肋圆柱壳声振问题的求解。数值算例研究了几个重要计算参数对精度的影响;另外通过结果比较表明了该方法的有效性。该方法可以进一步推广到求解有限长环肋圆锥壳以及环肋锥柱组合壳的声振问题。 展开更多
关键词 Riccati传递矩阵 有限圆柱 声辐射
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部分敷设阻尼层的有限长环肋圆柱壳声辐射计算方法研究 被引量:2
4
作者 王祖华 彭旭 谢官模 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第4期430-438,共9页
利用模态展开技术和Green函数法研究了部分敷设阻尼层的有限长环肋圆柱壳在流场中的声辐射特性。环肋圆柱壳两端简支,并连有无限长的刚性圆柱障板;阻尼层用无质量的粘弹性弹簧模拟。在环肋圆柱壳的模态运动方程中,外声场、阻尼覆盖层和... 利用模态展开技术和Green函数法研究了部分敷设阻尼层的有限长环肋圆柱壳在流场中的声辐射特性。环肋圆柱壳两端简支,并连有无限长的刚性圆柱障板;阻尼层用无质量的粘弹性弹簧模拟。在环肋圆柱壳的模态运动方程中,外声场、阻尼覆盖层和环肋之间存在复杂的模态耦合效应。文中计算了有限长环肋圆柱壳在水下的辐射声功率和振动均方速度,分析了阻尼层覆盖面积、阻尼层刚度、环肋等对其水下声辐射的影响。 展开更多
关键词 有限圆柱 部分敷设阻尼层 声辐射 模态展开 GREEN函数 模态耦合 声泄效应
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环加肋圆柱壳振动分析的复合有限条法 被引量:2
5
作者 陈文 杨慧珠 《振动工程学报》 EI CSCD 1994年第2期180-184,共5页
提出一种分析环加肋圆柱壳自由振动问题的高效半解析方法──复合有限条法。该方法可在一个有限条元内计入若干个横向加肋的影响,包含横向加肋的有限条元称为复合有限条元,环加肋圆柱天采用一系列复合有限条元进行离散。复合有限条法... 提出一种分析环加肋圆柱壳自由振动问题的高效半解析方法──复合有限条法。该方法可在一个有限条元内计入若干个横向加肋的影响,包含横向加肋的有限条元称为复合有限条元,环加肋圆柱天采用一系列复合有限条元进行离散。复合有限条法可按加强肋骨的实际分布情况进行计算,而不必采用将加肋的影响平均到整个壳体的方法,且可考虑肋骨偏心的影响,它是一种子结构求解技术。算例表明,复合有限条法具有良好的求解精度和很高的求解效率,与常规有限元法相比,复合有限条法大大减少了系统自由度和计算工作量,且易于程序实现,是一种分析加肋板壳结构振动问题的较理想方法。 展开更多
关键词 结构振动 圆柱 复合有限
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静水压力下环加肋圆柱壳总体与局部失稳分析的复合有限条法
6
作者 陈文 任文敏 张维 《计算结构力学及其应用》 CSCD 1994年第4期380-384,共5页
本文提出了一种计算环加肋圆柱壳稳定性的新方法─—复合有限条法。该方法能够在一个复合有限条元中计入若干个横向加肋的影响,井能考虑肋骨的偏心,是一种子结构方法。算例表明,复合有限条法具有很高的求解精度和效率,是一种分析加... 本文提出了一种计算环加肋圆柱壳稳定性的新方法─—复合有限条法。该方法能够在一个复合有限条元中计入若干个横向加肋的影响,井能考虑肋骨的偏心,是一种子结构方法。算例表明,复合有限条法具有很高的求解精度和效率,是一种分析加肋柱壳结构的较理想方法。该方法不仅能够计算环加肋圆柱壳的总体失稳临界载荷,而且可计算其局部失稳临界载荷。 展开更多
关键词 屈曲 复合有限条法 圆柱 工程结构
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加纵肋无限长圆柱壳声散射 被引量:1
7
作者 童韫哲 潘谢帆 +1 位作者 邓红超 吴锟 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期750-760,共11页
本文通过理论方法研究了水中加纵肋无限长圆柱壳的背向散射特性。壳体振动采用薄壳理论的Donnell方程描述,纵肋振动采用相互独立的梁的纵振动和弯曲振动方程描述。在圆柱壳周向使用模态展开和周期条件导出圆柱壳径向振速,并导出远场声... 本文通过理论方法研究了水中加纵肋无限长圆柱壳的背向散射特性。壳体振动采用薄壳理论的Donnell方程描述,纵肋振动采用相互独立的梁的纵振动和弯曲振动方程描述。在圆柱壳周向使用模态展开和周期条件导出圆柱壳径向振速,并导出远场声压的解析解表达式。将圆柱壳周向模态看作其对应的离散周向波数,数值计算得到离散周向波数频率谱和背向声场形态函数谱。基于离散周向波数频率谱和背向散射声压形态函数频率谱分析了壳体中弹性波的激发、共振和再辐射条件。研究表明,加纵肋后,纵肋对圆柱壳的反力激发了亚音速的弯曲波,弯曲波在周向形成驻波共振并通过纵肋与圆柱壳的衔接点再辐射到远场。 展开更多
关键词 声散射 圆柱 纵向
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加肋圆柱壳结构的FE-BE算法网格尺度划分原则研究 被引量:3
8
作者 黄振卫 周其斗 +2 位作者 纪刚 孟庆昌 段嘉希 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期147-150,186,共5页
研究结构有限元耦合流体边界元算法(FE-BE算法)中结构湿表面的网格尺度划分原则具有十分重要的意义。以有限长加肋圆柱壳为研究对象,采用波数谱分析方法分离出结构主振型分量(携带能量最多的振动模式)。根据分析结果提出FE-BE算法中结... 研究结构有限元耦合流体边界元算法(FE-BE算法)中结构湿表面的网格尺度划分原则具有十分重要的意义。以有限长加肋圆柱壳为研究对象,采用波数谱分析方法分离出结构主振型分量(携带能量最多的振动模式)。根据分析结果提出FE-BE算法中结构湿表面的网格尺度划分原则,并采用FE-BE算法验证了该原则的有效性。 展开更多
关键词 圆柱 结构有限元耦合流体边界元 振动与声辐射 网格尺度
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舱壁与压载对流场中有限长圆柱壳声辐射影响 被引量:7
9
作者 陈清坤 陈美霞 +1 位作者 和卫平 高菊 《舰船科学技术》 2010年第11期21-25,共5页
舱壁与压载是各种水下潜器及潜艇的重要结构形式,研究其对环肋圆柱壳振动声辐射的影响是很有必要的。本文研究了流场中带压载及舱壁的有限长环肋圆柱壳在简谐径向点激励作用下振动与声辐射特性。将舱壁等价为施加在圆柱壳上的线力,舱段... 舱壁与压载是各种水下潜器及潜艇的重要结构形式,研究其对环肋圆柱壳振动声辐射的影响是很有必要的。本文研究了流场中带压载及舱壁的有限长环肋圆柱壳在简谐径向点激励作用下振动与声辐射特性。将舱壁等价为施加在圆柱壳上的线力,舱段底部的压载当做附加质量平摊到壳板上,只考虑其惯性力的影响。基于F lugge薄壳理论和Helmholtz方程,导出加筋圆柱壳的耦合振动方程,计算了耦合结构表面均方速度级和辐射声功率级,分析了舱壁和压载对圆柱壳振动和声辐射的影响。得出以下结论:舱壁对壳体振动的影响要分频段讨论,而对声辐射的影响可以忽略不计;在高频段,压载可有效起到减振降噪的作用。 展开更多
关键词 有限 圆柱 舱壁 压载 振动 声辐射
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加肋圆柱壳结构的FE-IE算法网格尺度划分原则 被引量:1
10
作者 黄振卫 周其斗 +1 位作者 方斌 谢剑波 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期179-184,共6页
为了研究结构有限元耦合流体无限元算法的网格尺度划分原则,提出有限元-无限元算法中结构湿表面的网格尺度划分原则。数值计算结果表明,对加肋圆柱壳而言,在保证一个肋骨间距至少有2个有限元单元的前提下,将结构主振型弯曲波波长作为有... 为了研究结构有限元耦合流体无限元算法的网格尺度划分原则,提出有限元-无限元算法中结构湿表面的网格尺度划分原则。数值计算结果表明,对加肋圆柱壳而言,在保证一个肋骨间距至少有2个有限元单元的前提下,将结构主振型弯曲波波长作为有限元-无限元算法中结构湿表面网格尺度划分的参考标准是可行的,即保证一个主振型分量波长内至少有6个有限元单元。提出以结构主振型分量的弯曲波波长(而不是最短的结构波长)作为有限元-无限元算法中网格尺度划分的参考标准,所得结论对于有限元-无限元算法中结构湿表面的网格划分以及控制内域流体有限元数量均具有十分重要的参考意义。 展开更多
关键词 圆柱 有限元-无限元算法 振动与声辐射 网格尺度
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基于QPSO的水下加肋圆柱壳体噪声优化设计 被引量:1
11
作者 刘金实 强学才 +1 位作者 商德江 陈鸿洋 《噪声与振动控制》 CSCD 2015年第2期11-14,共4页
提出了厚度分布沿轴向周期变化的加肋圆柱壳体有限元矩阵的快速导出算法,并结合边界元法对圆柱壳体在水下受力振动与声辐射进行预报。在此基础上,以低频段内总声辐射功率最小为优化目标,采用量子粒子群算法对厚度沿轴向周期分布的加肋... 提出了厚度分布沿轴向周期变化的加肋圆柱壳体有限元矩阵的快速导出算法,并结合边界元法对圆柱壳体在水下受力振动与声辐射进行预报。在此基础上,以低频段内总声辐射功率最小为优化目标,采用量子粒子群算法对厚度沿轴向周期分布的加肋圆柱壳体进行优化设计。数值仿真结果表明,该算法对水下加肋圆柱壳体的噪声优化设计分析周期有明显的改善,合理配置圆柱壳体的厚度分布可以有效的改善圆柱壳体在水下的噪声性能。 展开更多
关键词 振动与波 圆柱 优化设计 量子粒子群算法 有限元—边界元法
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不同流场中双层圆柱壳层间声振传递特性研究 被引量:4
12
作者 高菊 陈美霞 +1 位作者 陈清坤 和卫平 《中国舰船研究》 2010年第5期34-39,48,共7页
采用解析法研究了不同流场中双层圆柱壳层间声振传递特性。壳体的振动用Flügge壳体方程描述,将加强构件等价为对内外壳体的支持力,最后求解双壳体声—流体—结构耦合方程,计算结果用表面振动均方速度级、辐射声功率和辐射效率的形... 采用解析法研究了不同流场中双层圆柱壳层间声振传递特性。壳体的振动用Flügge壳体方程描述,将加强构件等价为对内外壳体的支持力,最后求解双壳体声—流体—结构耦合方程,计算结果用表面振动均方速度级、辐射声功率和辐射效率的形式表示。在数值分析部分,讨论了有限长双层圆柱壳壳间连接形式的变化、壳间及外部流场的变化对其声辐射性能的影响,得到结论是在中低频段,当内壳受激振动,通过外壳向外场辐射噪声时,其主要通道为连接内外壳壳体的实肋板,其次才是环形流场中的流体介质。 展开更多
关键词 有限双层圆柱 流场 振动 声辐射
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壳间连接形式对双层壳声辐射性能的影响 被引量:27
13
作者 陈美霞 骆东平 杨叔子 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期77-80,共4页
研究流场中受径向点激励的有限长双层圆柱壳壳间用实肋板连接或用托板连接对其振动和声辐射性能的影响。壳体的振动用Flügge壳体方程描述,将加强构件等价为对内外壳体的支持力,实肋板作用可以等价为周向、轴向和径向三个方向的力... 研究流场中受径向点激励的有限长双层圆柱壳壳间用实肋板连接或用托板连接对其振动和声辐射性能的影响。壳体的振动用Flügge壳体方程描述,将加强构件等价为对内外壳体的支持力,实肋板作用可以等价为周向、轴向和径向三个方向的力和轴向弯矩作用到壳体上。托板近似简化为拉压杆件进行计算,并推导了托板的动反力公式,然后将其引入壳体振动方程,最后求解双壳体声-流体-结构耦合方程,计算结果用辐射声功率、表面振动均方速度级和辐射效率的形式表示。在数值分析部分,讨论了壳间连接型式变化对双层圆柱壳的声辐射性能的影响,分析了托板和实肋板的差别。得出结论:壳间连接越紧密,对应的双层加筋圆柱壳的辐射声功率越高。 展开更多
关键词 有限双层圆柱 托板 振动和声辐射
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肋骨偏移误差对结构振动与声辐射的影响 被引量:2
14
作者 黄振卫 周其斗 +1 位作者 纪刚 谢志勇 《四川兵工学报》 CAS 2014年第10期138-142,共5页
实际设计建造耐压壳体时,舱段结构的肋骨可能出现类似偏移这样的制造偏差。因此,研究肋骨制造偏差对水下结构振动与声辐射的影响变化规律,对于水下结构的声学分析具有重要的工程指导意义。以环肋圆柱壳为研究对象,采用结构有限元耦合流... 实际设计建造耐压壳体时,舱段结构的肋骨可能出现类似偏移这样的制造偏差。因此,研究肋骨制造偏差对水下结构振动与声辐射的影响变化规律,对于水下结构的声学分析具有重要的工程指导意义。以环肋圆柱壳为研究对象,采用结构有限元耦合流体边界元算法,研究了肋骨偏移程度、偏移肋骨的数量和偏移肋骨的位置对结构振动与声辐射的影响。数值计算结果表明:本研究所设计的工况中,肋骨偏移程度、偏移肋骨的数量和偏移肋骨的位置对环肋圆柱壳声辐射功率级的影响可以忽略;肋骨偏移程度对环肋圆柱壳的高频均方法向速度级有较大的影响,但当肋骨偏移距离较小时,肋骨偏移位置和数量的变化对结构的均方法向速度级影响很小。结论对于水下结构声学分析具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 圆柱 板厚度 声辐射 有限元-边界元
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采用钢丝加强的气囊式声学覆盖层的减振降噪效果 被引量:1
15
作者 段嘉希 周其斗 +1 位作者 纪刚 谢志勇 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2016年第6期107-112,共6页
为降低加肋圆柱壳受内部力激励时的振动与辐射噪声,在其外表面整体敷设了气囊式声学覆盖层。气囊式声学覆盖层由内外层橡胶蒙皮与内部充入的气体组成,并在外层蒙皮中嵌入环形或螺旋形钢丝。在此基础上,将外层蒙皮简化为一维无限长障板,... 为降低加肋圆柱壳受内部力激励时的振动与辐射噪声,在其外表面整体敷设了气囊式声学覆盖层。气囊式声学覆盖层由内外层橡胶蒙皮与内部充入的气体组成,并在外层蒙皮中嵌入环形或螺旋形钢丝。在此基础上,将外层蒙皮简化为一维无限长障板,采用理论方法研究了该障板的声传播特性,并采用附加质量与附加阻尼的有限元耦合边界元算法计算了敷设气囊式声学覆盖层的加肋圆柱壳的水下振动与辐射噪声,结果表明:采用钢丝加强的气囊式声学覆盖层可以有效降低加肋圆柱壳的振动与辐射噪声。静力学计算表明:增加钢丝的数量和钢丝直径可以更有效地增加外层蒙皮的刚度。 展开更多
关键词 圆柱 有限元/边界元法 气囊覆盖层 钢丝
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基座阻尼敷设方式对柱壳振动及声辐射的影响
16
作者 谢天宇 邵云生 吴文伟 《船海工程》 北大核心 2015年第3期54-57,共4页
利用有限元/边界元法分析加肋柱壳受激后的水下声辐射,对比约束阻尼对裸基座振动特性的影响,基座敷设阻尼材料前后壳体辐射声场的变化以及约束阻尼敷设面积和位置对圆柱壳振动及声辐射特性的影响。结果表明,敷设约束阻尼能有效降低加肋... 利用有限元/边界元法分析加肋柱壳受激后的水下声辐射,对比约束阻尼对裸基座振动特性的影响,基座敷设阻尼材料前后壳体辐射声场的变化以及约束阻尼敷设面积和位置对圆柱壳振动及声辐射特性的影响。结果表明,敷设约束阻尼能有效降低加肋圆柱壳体及其内部基座的辐射噪声,合理地选择敷设面积和位置可以有效地降低圆柱壳振动及声辐射。 展开更多
关键词 圆柱 基座 阻尼 振动声辐射 有限元/边界元
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纵桁分布方式对结构振动与声辐射的影响 被引量:1
17
作者 刘帆 周其斗 +2 位作者 纪刚 黄振卫 段嘉希 《兵器装备工程学报》 CAS 2016年第1期142-146,共5页
研究纵桁分布方式对结构振动与声辐射的影响,对于实际水下大型结构物的声学分析和优化具有重要的指导意义;以加肋圆柱壳为研究对象,采用了结构有限元耦合流体边界元算法,研究了不同纵桁间距分布方式对结构振动与声辐射的影响;数值计算... 研究纵桁分布方式对结构振动与声辐射的影响,对于实际水下大型结构物的声学分析和优化具有重要的指导意义;以加肋圆柱壳为研究对象,采用了结构有限元耦合流体边界元算法,研究了不同纵桁间距分布方式对结构振动与声辐射的影响;数值计算结果表明:对于本算例,在频率大于400 Hz时,纵桁的存在对加肋圆柱壳水下的减振和降噪有良好的效果;其中,等比增加间距的纵桁分布方式对结构减振和降噪效果最好;但纵桁的存在增大了结构在高频时的辐射效率,同时也增加了结构重量,这在设计时是需要考虑的。 展开更多
关键词 圆柱 纵桁 声辐射 分布方式 有限元-边界元
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