基于傳播波的結(jié)構(gòu)振動聲輻射分析研究.pdf

1、船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物的聲輻射特性分析一直是研究的熱門課題。聲波波動方程的穩(wěn)態(tài)平面波解分為傳播波和倏逝波，對結(jié)構(gòu)振動聲輻射而言，倏逝波是結(jié)構(gòu)振動的亞聲速波引起的非輻射波，只對近場聲壓有貢獻(xiàn)。而傳播波由普通平面波疊加而成，是結(jié)構(gòu)振動的超聲速波引起的輻射波，對近場聲壓和遠(yuǎn)場聲壓都有貢獻(xiàn)，在遠(yuǎn)場只能測到傳播波。所以在振動體結(jié)構(gòu)表面分離出傳播波和倏逝波對于分析和控制輻射到遠(yuǎn)場的聲波具有很重要的研究價值。本文依次完成如下各項(xiàng)內(nèi)容:
　　綜述了

2、國內(nèi)外關(guān)于結(jié)構(gòu)聲學(xué)數(shù)值計(jì)算以及由傳播波引起的超聲速聲強(qiáng)研究的相關(guān)文獻(xiàn)和主要研究成果。
　　結(jié)合有限元法，詳細(xì)闡述了Mindlin板彎曲理論，建立Mindlin板單元有限元模型，利用有限元法計(jì)算了四周簡支板在真空中的固有頻率與振型，驗(yàn)證了有限元模型的可靠性。
　　介紹了邊界元計(jì)算方法以及適用于計(jì)算嵌在無限大剛硬障板上板狀結(jié)構(gòu)的Rayleigh積分。采用四周剛固板模型驗(yàn)證了Rayleigh積分程序的可靠性。
　　解釋了傳播

3、波和倏逝波的成因以及傳播波產(chǎn)生的超聲速聲強(qiáng)概念的由來。詳細(xì)介紹了矩形簡支板表面輻射模態(tài)、邊界輻射模態(tài)和角輻射模態(tài)三種輻射模態(tài)形式，不同的輻射模態(tài)形式對應(yīng)著超聲速聲強(qiáng)不同的區(qū)域分布情況。闡述了基于角譜理論的超聲速聲強(qiáng)計(jì)算方法以及在空間域超聲速聲強(qiáng)計(jì)算方法。
　　基于傳播波對板結(jié)構(gòu)聲輻射進(jìn)行振動模態(tài)（聲輻射模態(tài)）分析研究，得出只考慮傳播波貢獻(xiàn)時的模態(tài)聲輻射特性（法向振速、聲壓、聲強(qiáng)等）。將邊界元方法與空間域?yàn)V波方法相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)倏逝波聲

4、場和傳播波聲場的分離。采用濾波函數(shù)（波數(shù)積分的空間域形式函數(shù)）在頻率-空間域直接實(shí)現(xiàn)濾波過程。
　　利用空間域超聲速聲強(qiáng)的表達(dá)式，首先對矩形簡支板的一維輻射模態(tài)進(jìn)行了計(jì)算和探討。然后進(jìn)行二維輻射模態(tài)分析，把矩形簡支板固定模態(tài)下的振型作為節(jié)點(diǎn)的速度模式，將表面的法向振速、聲壓分別與二維濾波函數(shù)進(jìn)行卷積運(yùn)算，得到同時考慮傳播波和倏逝波貢獻(xiàn)的有功聲強(qiáng)和只考慮傳播波貢獻(xiàn)的超聲速聲強(qiáng)。對板厚進(jìn)行變化從而改變特定模態(tài)形式下板的固有頻率，導(dǎo)致輻