基于不同理論的流場中圓柱殼振動能量流和輻射聲功率研究.pdf

1、論文的工作是國家自然科學(xué)基金資助項目“水下流場一圓柱殼耦合系統(tǒng)的振動能量流特性研究”(項目編號：40976058)的一部分。論文采用傅立葉積分變換、勢理論和高精度求逆技術(shù)，運用彈性理論首先對流場中無限長圓柱殼的動力特性進行了對比研究，然后分別運用Navier方程和Flngge理論對無限長阻尼復(fù)合圓柱殼、有限長圓柱殼、有限長阻尼復(fù)合圓柱殼以及有限長加肋圓柱殼的振動能量流和輻射聲功率進行了理論分析，系統(tǒng)探討了阻尼復(fù)合圓柱殼阻尼層的材料參數(shù)對

2、圓柱殼聲振性能的影響。運用彈性Navier理論建立的分析模型適用于任意厚度和任意頻率，對理論研究和工程應(yīng)用有一定指導(dǎo)作用。
　　 論文首先對彈性方程進行l(wèi)am6分解，得到了以位移勢函數(shù)為變量的縱波和橫波解耦的方程；再把圓柱坐標系和直角坐標系的微分算子分別代入解耦方程，得到圓柱殼和板的運動方程。對于外部理想流體，可以看做lam6系數(shù)∥等于零時的特殊固體，于是，流體在圓柱坐標系和直角坐標系的運動方程可以分別由圓柱殼和板的運動方程退化

3、得到。
　　 板可以看做是曲率半徑為無窮大的圓柱殼。通過對板和圓柱殼在流場中的聲壓傳遞函數(shù)的相關(guān)性的研究表明，隨著頻率的增大(超過圓柱殼環(huán)頻率)，圓柱殼的傳遞函數(shù)趨近于板的傳遞函數(shù)。但不同圓柱殼周向模態(tài)趨近于板程度不一樣，一般來說，周向模態(tài)數(shù)越大，趨近越緩慢。
　　 接著，研究了無限長阻尼阻尼復(fù)合圓柱殼在線力作用下的振動能量流和輻射聲功率。建立了兩種阻尼復(fù)合圓柱殼模型：模型l是內(nèi)殼和阻尼層的運動方程都用Navier方程來

4、描述；模型2是內(nèi)殼的運動方程用Flngge理論來描述，阻尼層的運動方程用Navier方程來描述。運用模型1，探討了阻尼復(fù)合圓柱殼周向模態(tài)數(shù)和阻尼層的材料參數(shù)對振動能量流和輻射聲功率的影響。通過改變阻尼復(fù)合圓柱殼的內(nèi)殼或阻尼層的厚度，比較用模型1和模型2計算得到的振動能量流和輻射聲功率，得出了模型2適用范圍。
　　 無限長圓柱殼是一個理想的簡化模型，而工程實際中圓柱殼的長度是有限長的。
　　 接下來運用Fl(u)gge理論

5、和Navier方程研究了有限長圓柱殼和有限長加肋圓柱殼的振動能量流和輻射聲功率。并用模型1和模型2研究了有限長阻尼復(fù)合圓柱殼和有限長加肋阻尼復(fù)合圓柱殼的振動能量流和輻射聲功率。詳細討論了無限長和有限長圓柱殼之間的關(guān)系，阻尼層幾何和材料參數(shù)以及肋骨對圓柱殼振動能量流和輻射聲輻射的影響。
　　 論文用薄殼Flngge理論和彈性Navier方程研究了無限長(復(fù)合)圓柱殼和有限長(復(fù)合)圓柱殼的振動能量流和輻射聲功率，比較了這兩種理論對