加肋圓柱殼振動(dòng)聲輻射有限元分析.pdf

1、加肋圓柱殼是潛艇采用的主要結(jié)構(gòu)形式。近年來受到國內(nèi)外艦船研究界的格外重視，研究圓柱殼結(jié)構(gòu)的變化，對其施加不同方向的肋骨，而引起的振動(dòng)和聲輻射特性的變化，對于艦船的作戰(zhàn)能力、使用性能以及隱蔽性的提高都有著重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。
　　 本文以一個(gè)水下加肋圓柱殼為研究對象。文章基于有限元思想和理論基礎(chǔ)，完全采用有限元方法對加肋圓柱殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行離散，并且模擬水下工況。文章從模型模擬到后期的關(guān)鍵數(shù)據(jù)的提取均采用ANSYS軟件。首先，本文

2、選擇已發(fā)表文獻(xiàn)[37]中的相同模型結(jié)構(gòu)，計(jì)算出圓柱殼結(jié)構(gòu)在真空中以及水下的模態(tài)。然后與已發(fā)表文獻(xiàn)中已取得的結(jié)果進(jìn)行了對比。其次，使用ANSYS模擬結(jié)構(gòu)以及流場，對于結(jié)構(gòu)和水接觸邊界進(jìn)行了流體，固體耦合處理。并且在流場的邊界處進(jìn)行了處理，加入了吸聲單元，從而使有限元流場更好的模擬無限邊界條件。
　　 本文后來分別對圓柱殼結(jié)構(gòu)施加縱肋、環(huán)肋、混合加肋，在四種工況下，對其進(jìn)行了計(jì)算分析。文章利用ANSYS計(jì)算出了圓柱殼結(jié)構(gòu)水下的固有頻

3、率及振型、結(jié)構(gòu)表面的法向結(jié)點(diǎn)位移、結(jié)構(gòu)表面聲壓等等。后通過提取得到的結(jié)構(gòu)表面的法向位移，可以經(jīng)過計(jì)算獲得結(jié)點(diǎn)的法向振動(dòng)速度，加上已獲得的結(jié)構(gòu)表面聲壓，可以獲得輻射聲功率。然后計(jì)算出結(jié)構(gòu)表面法向振速均方值，結(jié)合輻射聲功率計(jì)算獲得輻射效率。再計(jì)算結(jié)構(gòu)的輻射聲功率和輻射效率，得到輻射聲功率曲線和輻射效率曲線。并且對幾種工況的結(jié)果加以比較分析，研究加肋圓柱殼肋骨的施加的位置不同對于圓柱殼固有頻率的影響，以及聲輻射和輻射效率的影響。