水下吸聲材料數(shù)值仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、空腔吸聲結(jié)構(gòu)和尖劈吸聲結(jié)構(gòu)是兩種常用的吸聲結(jié)構(gòu),將空腔結(jié)構(gòu)和尖劈結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合,可以增大吸聲體在高頻范圍內(nèi)的吸聲系數(shù)和吸聲頻帶寬度,并改善吸聲體在低頻范圍內(nèi)的吸聲性能。由于聲納的波段不斷向低頻方向發(fā)展,在低頻范圍內(nèi)吸聲降噪能力較低的水下航行器被敵方發(fā)現(xiàn)的危險(xiǎn)性日趨增大。因此,研究在低頻范圍內(nèi)具有良好吸聲降噪能力的水下吸聲體具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文建立了水下帶空腔吸聲平板結(jié)構(gòu)和水下帶空腔吸聲尖劈結(jié)構(gòu)的有限元模型,并

2、利用有限區(qū)域截?cái)嗄M無限區(qū)域流體,建立了吸聲結(jié)構(gòu)外圍流體的有限元模型。在流體單元和結(jié)構(gòu)單元接觸界面處設(shè)置流體-結(jié)構(gòu)耦合界面,從而建立了流體和結(jié)構(gòu)的耦合有限元模型,采用阻抗匹配等聲學(xué)條件將結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問題和聲學(xué)問題相連結(jié),通過計(jì)算吸聲結(jié)構(gòu)表面質(zhì)點(diǎn)的位移和吸聲結(jié)構(gòu)表面流體中聲壓值間接得到水下吸聲結(jié)構(gòu)的聲反射系數(shù)和吸聲系數(shù)。計(jì)算結(jié)果表明,空腔結(jié)構(gòu)的諧振作用增強(qiáng)了水下結(jié)構(gòu)在低頻范圍內(nèi)的吸聲性能。
　　 文中采用有限元分析軟件ANSYS和數(shù)

3、值計(jì)算軟件MATLAB對(duì)水下帶空腔平板吸聲結(jié)構(gòu)和水下帶空腔尖劈吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲性能進(jìn)行了研究,分析了彈性模量、泊松比等材料參數(shù)和靜水壓力等因素對(duì)水下吸聲結(jié)構(gòu)吸聲性能的影響。同時(shí),利用ANSYS軟件提供的參數(shù)化設(shè)計(jì)語言APDL(ANSYSParametric Design Language)編制了宏文件,結(jié)合VB軟件對(duì)有限元軟件ANSYS和數(shù)據(jù)后處理所使用的計(jì)算軟件MATLAB進(jìn)行了二次開發(fā),得到水下吸聲材料聲學(xué)性能仿真軟件,可應(yīng)用于水下空