無人艇水下聲輻射預(yù)報(bào)及控制研究.pdf

1、隨著各國爭奪海洋資源以及發(fā)展海上軍事力量的不斷增強(qiáng)，我國也加大了對(duì)海上軍事力量的建設(shè)。無人艇是一種小水面艦艇，已經(jīng)逐漸成為海上軍事力量中不可忽視的新興力量，主要執(zhí)行危險(xiǎn)性極高，靈活性極強(qiáng)的特殊任務(wù)，以其軍事性用途尤為突出，因此，無人艇聲隱身性的研究至關(guān)重要。水下聲輻射是影響無人艇聲隱身的關(guān)鍵因素。因此，本文針對(duì)無人艇這種特殊艦艇開展了水下聲輻射研究工作，主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，本文基于FE/BEM法，采用ABAQUS結(jié)合VI

2、RTUAL.LAB的方法對(duì)低頻段(25-500Hz)內(nèi)平板在空氣中以及半無限水域中的振動(dòng)和聲輻射進(jìn)行仿真。并與已有文獻(xiàn)的仿真值和水下噪聲測試值相比，對(duì)比結(jié)果發(fā)現(xiàn)與文獻(xiàn)中的仿真值和實(shí)驗(yàn)值吻合良好，從而驗(yàn)證了本文采用的仿真方法的可靠性和正確性。
　　其次，對(duì)無人艇水下聲輻射，本文給出一套全頻段預(yù)報(bào)方法。首先，基于上文預(yù)報(bào)方法，對(duì)無人艇低頻段(25-250Hz)水下聲輻射進(jìn)行預(yù)報(bào)，總聲壓級(jí)為141.2dB。其次，采用SEA法對(duì)中高頻段(

3、250-20000Hz)水下聲輻射進(jìn)行預(yù)報(bào)，分別建立了加筋和非加筋兩種模型，其中，預(yù)報(bào)加筋模型總聲壓級(jí)為147.37dB，非加筋模型總聲壓級(jí)為137.92dB。本文采用加筋模型進(jìn)行下一步減振降噪工作。
　　然后，對(duì)無人艇基座振動(dòng)能量關(guān)于板厚和內(nèi)損耗因子的一階靈敏度進(jìn)行理論推導(dǎo)和數(shù)值分析。MATLAB程序計(jì)算結(jié)果表明：隨著板厚h增加，底板子系統(tǒng)振動(dòng)能量先增后減。隨著內(nèi)損耗因子?增大，底板子系統(tǒng)能量急劇減小，并且當(dāng)??0.02時(shí)其能量

4、值緩慢減少最終不變。并將MATLAB程序與VA One軟件仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，兩者計(jì)算結(jié)果吻合良好。同時(shí)進(jìn)一步分析底板子系統(tǒng)能量關(guān)于腹板厚度h2和內(nèi)損耗因子?2的一階靈敏度，并采用有限差分法對(duì)推導(dǎo)靈敏度公式的程序進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果一致。說明程序的可靠性及正確性，為下一步實(shí)船減振降噪提供參考依據(jù)。
　　最后，開展了無人艇水下輻射噪聲控制研究。基于簡化 Z型基座靈敏度分析程序及本文給出的全頻預(yù)報(bào)方法對(duì)無人艇基座進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計(jì)，提出了兩種控制方