船舶管路系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性研究及減振降噪.pdf

1、近年來(lái)，隨著船舶推進(jìn)系統(tǒng)功率的逐漸增大和航速的逐步提高，船體振動(dòng)問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，既影響船舶的安全使用，也影響船上工作人員的正常工作與健康。管路系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用于各類(lèi)船舶，并且遍布船體的各個(gè)角落，對(duì)于船舶振動(dòng)具有很大的影響。管路系統(tǒng)的劇烈振動(dòng)會(huì)使管道發(fā)生疲勞損壞，進(jìn)而導(dǎo)致管內(nèi)燃?xì)?、燃油等流體的泄漏，引發(fā)嚴(yán)重的后果。此外，輸液管路的振動(dòng)特性與空管的振動(dòng)特性具有很大的差別，輸液管路的振動(dòng)屬于流固耦合動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，在考慮輸液管路的固有特性時(shí)，不應(yīng)僅

2、僅考慮空管的固有特性，還需要考慮流固耦合效應(yīng)帶來(lái)的影響?；谏鲜鲈颍疚膶?duì)船舶管路系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性及減振降噪措施展開(kāi)研究，旨在探討船舶管道，特別是輸液管的固有振動(dòng)特性，為船舶管路系統(tǒng)的減振降噪提供一定的參考。
　　本文利用理論分析、數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究三種方法對(duì)空管和輸液管的振動(dòng)特性進(jìn)行了研究。首先，本文推導(dǎo)了無(wú)阻尼情況下，輸液管彎曲振動(dòng)的基本公式。然后利用簡(jiǎn)支邊界條件，對(duì)彎曲振動(dòng)方程進(jìn)行了求解計(jì)算，得到了輸液管固有頻率的修正公式

3、。之后詳細(xì)討論了流體的粘性和管道的阻尼對(duì)于輸流管動(dòng)力學(xué)特性的影響，推導(dǎo)出了考慮流體粘性以及管道阻尼情況下輸流管彎曲振動(dòng)的微分方程，并利用伽遼金方法對(duì)方程進(jìn)行了離散計(jì)算。得到了考慮阻尼情況下，輸流管固有頻率的修正公式以及阻尼變化的經(jīng)驗(yàn)公式。然后建立了輸液管的有限元模型，并在流場(chǎng)和結(jié)構(gòu)的交界面上定義了流固耦合面，之后分別計(jì)算了不同流速下、不同阻尼下輸液管的固有振動(dòng)特性，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證了理論推導(dǎo)和數(shù)值計(jì)算的準(zhǔn)確性；此外，本文將阻振質(zhì)量應(yīng)用

4、于船舶管道，并對(duì)其減振效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在入射彎曲波頻率較高時(shí)，阻振質(zhì)量可以起到明顯的隔振效果。但是在入射彎曲波頻率較低時(shí)，阻振質(zhì)量基本無(wú)法起到隔振的效果；針對(duì)這種情況，本文還對(duì)船舶管路系統(tǒng)重要低頻噪聲源——離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行了研究，探討了離心風(fēng)機(jī)的多種降噪手段，并采用改變蝸舌參數(shù)的方法，對(duì)離心風(fēng)機(jī)的蝸舌進(jìn)行了改進(jìn)，有效的降低了船舶管路系統(tǒng)低頻噪聲源的強(qiáng)度。
　　本文的研究為輸液管的彎曲振動(dòng)提供了更加精確的理論計(jì)算方程，