船舶結構拓撲優(yōu)化設計及聲學評估方法研究.pdf

1、船舶結構振動和噪聲水平是評價其性能的重要指標。巨型、節(jié)能與綠色環(huán)保的發(fā)展趨勢，以及2014年7月1日正式生效的《船上噪聲等級規(guī)則》（IMO決議通過）和我國正式批準加入《Maritime labour c o nventio n，2006》，均要求新建船舶考慮舒適性要求，舒適級主要關注振動和輻射噪聲情況。本文對船舶板架的動力學優(yōu)化設計和雙體船高頻水下輻射噪聲的聲學評估方法進行研究。
　　首先，從動力學角度，結合C AE發(fā)展，以典型板

2、架結構（船舶底部和上層建筑）為目標，探討拓撲等技術在船舶減振降噪中的應用。算例一對底部結構（設計變量）開展尺寸與形狀優(yōu)化，其他要素為重量（目標函數(shù)）、應力（約束）。算例二對上層建筑甲板板架進行拓撲優(yōu)化，旨在讓該區(qū)域空間利用更高效，提高其固有頻率。獲得優(yōu)化后的結構型式，新的型式材料利用率高、分布更合理，固有頻率上升。
　　其次，研究了高頻域雙體水下輻射噪聲計算方法和噪聲分布規(guī)律。雙體干涉現(xiàn)象結果如何是雙體船聲學設計的重要考察內(nèi)容。本

3、文以浸沒和部分浸沒的長方形雙體為研究對象，構成雙體的為兩只長方體板箱，板上附加強筋，激勵為100-10k Hz的1KN力，分別作用于雙體內(nèi)側面板，內(nèi)側面間距分為3m、10m和5m三種情況。采用統(tǒng)計能量法(計算頻段100-10kHz)分別計算了多種工況，對計算結果進行分析。從水下輻射聲場角度講，輻射聲場可分為三個區(qū)域：緊鄰船舶的動力近場、幾何近場和遠場。近場、遠場的劃分與聲源到測試點的距離、特征聲源尺度、輻射聲波的波長這三個因素有關。通過