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充水有限长圆柱薄壳声散射:Ⅰ.理论 被引量：12
1
作者 郑国垠 范军 汤渭霖 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期490-497,共8页
研究水中充水有限长圆柱薄壳的声散射。采用弹性薄壳理论结合边界条件导出了有限长圆柱薄壳倾斜入射时散射声场的解析解,内部充水的作用反映在系统总阻抗中增加了内部流体阻抗。数值计算表明,在反向散射声场中,刚性散射部分仅在正横附... 研究水中充水有限长圆柱薄壳的声散射。采用弹性薄壳理论结合边界条件导出了有限长圆柱薄壳倾斜入射时散射声场的解析解,内部充水的作用反映在系统总阻抗中增加了内部流体阻抗。数值计算表明,在反向散射声场中,刚性散射部分仅在正横附近有比较大的贡献,而斜入射时起主要作用的是弹性散射部分。散射波相速度频散曲线的计算表明,与内部真空的情况相比内部充水后除正横附近的纵波和剪切波以外,增加了一组内部流体引起的附加波,其对散射声场贡献非常重要。在计算的频率-角度谱图中,内部流体附加波呈现"碗"形共振曲线。 展开更多
关键词 圆柱薄壳 声散射 有限长 充水 散射声场 弹性薄壳理论 内部流体 倾斜入射
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充水有限长圆柱薄壳声散射:Ⅱ.实验 被引量：10
2
作者 郑国垠 范军 汤渭霖 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期31-37,共7页
从实验和理论上研究了充水有限长圆柱薄壳的声散射。实验采用指向性尖锐的宽带收发合置换能器,发射宽带调频信号和单频窄脉冲信号进行测量,所得结果分别在时域和频域上与理论计算结果相对比,证明其吻合程度很好。理论和实验的结果表明,... 从实验和理论上研究了充水有限长圆柱薄壳的声散射。实验采用指向性尖锐的宽带收发合置换能器,发射宽带调频信号和单频窄脉冲信号进行测量,所得结果分别在时域和频域上与理论计算结果相对比,证明其吻合程度很好。理论和实验的结果表明,内部充水圆柱壳在频域上增加了一组由内部流体负载引起的附加波的共振;而在时域上增加了一系列由于声波在壳体内来回反射产生的"回音廊"式回波。频率-角度图中"碗"形亮线出现分簇的原因解释为前几种模式"回音廊"式回波叠加的结果。 展开更多
关键词 圆柱薄壳 声散射 有限长 实验 充水 脉冲信号 调频信号 计算结果
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水下开孔结构流激振荡频率特性分析 被引量：8
3
作者 张翰钦 孙国仓 +1 位作者 郑国垠 陈明 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期350-357,共8页
为了研究水下流激开孔的自持振荡机理及振荡频率预估的问题,对开孔模型进行自由上浮试验和流场数值模拟.试验模型选用无开孔和开孔围壳模型,开孔后围壳表面会测得一系列振动线谱.建立开孔结构的流场仿真模型,采用大涡模拟法对开孔结构... 为了研究水下流激开孔的自持振荡机理及振荡频率预估的问题,对开孔模型进行自由上浮试验和流场数值模拟.试验模型选用无开孔和开孔围壳模型,开孔后围壳表面会测得一系列振动线谱.建立开孔结构的流场仿真模型,采用大涡模拟法对开孔结构流场进行精细的模拟,数值计算的压力振荡频率和试验测得的振动加速度线谱频率基本一致,证明试验测得的线谱是来自空腔流场振荡.对空腔附近涡量和脉动压力变化的观测结果表明,水下空腔自持振荡是来自水动力静压的反馈机制.对自持振荡频率分析表明,经典的Rossiter公式不适用于水下开孔自持振荡问题,应根据自浮试验数据予以修正. 展开更多
关键词 空腔流 流激振荡 Rossiter公式 上浮试验
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充水圆柱壳声散射的环绕波分析 被引量：7
4
作者 范威 郑国垠 范军 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期419-426,共8页
研究了内部充水圆柱壳散射声场的构成。采用弹性薄壳理论和Sommerfeld-Watson变换(SWT)方法导出散射声场的解析解。数值搜索环绕波的复波数极点,比较圆柱壳体内部真空和内部充水两种情况下表面环绕波的相速度、衰减等性质。用镜反射波... 研究了内部充水圆柱壳散射声场的构成。采用弹性薄壳理论和Sommerfeld-Watson变换(SWT)方法导出散射声场的解析解。数值搜索环绕波的复波数极点,比较圆柱壳体内部真空和内部充水两种情况下表面环绕波的相速度、衰减等性质。用镜反射波和环绕波的叠加合成反向散射形态函数,与简正级数解符合良好。计算流体附加环绕波的回波时序并与实验数据对照。结果表明,流体附加环绕波的再辐射是内部充水圆柱壳的形态函数出现更加丰富的共振峰和回波结构形成的重要原因。 展开更多
关键词 圆柱壳 环绕 充水 声散射 波分 弹性薄壳理论 散射声场 反向散射
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双层周期加肋有限长圆柱壳声散射精细特征研究 被引量：4
5
作者 潘安 范军 +2 位作者 王斌 陈志刚 郑国垠 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第21期157-172,共16页
研究了双层周期性加肋有限长圆柱壳在水中的声散射特性.壳体振动用薄壳理论的Donnell方程描述,环肋振动用相互独立的薄板纯弯曲振动和平面应力状态下的振动方程描述,忽略弦间流体对环肋轴向力的作用.数值计算给出远场收发合置情况下的... 研究了双层周期性加肋有限长圆柱壳在水中的声散射特性.壳体振动用薄壳理论的Donnell方程描述,环肋振动用相互独立的薄板纯弯曲振动和平面应力状态下的振动方程描述,忽略弦间流体对环肋轴向力的作用.数值计算给出远场收发合置情况下的周向目标强度和角度-频率谱图,并据此进行机理分析.计算结果表明远场散射声场中除壳体弹性贡献外,弦间流体以及环肋与内外壳的相互作用对散射声场的贡献也是很重要的,并且在角度-频率谱中出现了舷间流体引起的流体附加波以及周期环肋引起的Bragg散射等回波精细特征,其中流体附加波是双层加肋圆柱壳声散射最重要的散射精细特征,是以往单层圆柱壳声散射所不具有的现象.最后通过实验对理论推导进行了验证,实验与理论基本符合. 展开更多
关键词 声散射 圆柱壳 环肋 流体附加波
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深海海山周围航船噪声建模与特性研究 被引量：1
6
作者 黎雪刚 孙国仓 +1 位作者 郑国垠 雷成友 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第11期54-60,共7页
本文以抛物方程模型为基础,结合声场的互易性,提出一种深海低频航船噪声建模方法,该方法将声源与接收点位置互换,大大降低了声场计算的运行次数和运行时间,基于该方法对深海海山周围的航船噪声进行计算和分析。研究结果表明:海山对声传... 本文以抛物方程模型为基础,结合声场的互易性,提出一种深海低频航船噪声建模方法,该方法将声源与接收点位置互换,大大降低了声场计算的运行次数和运行时间,基于该方法对深海海山周围的航船噪声进行计算和分析。研究结果表明:海山对声传播损失的影响取决于接收阵元与海山的位置关系以及海山的几何参数。由于海山的遮挡作用,海山附近航船噪声的水平指向性具有不均匀性,在有海山遮挡的方向噪声级明显低于无海山遮挡的方向,海山附近航船噪声的垂直指向性会出现多个峰值。此外,单个尖峰海山的遮挡对接收阵元处的航船噪声总级影响较小。 展开更多
关键词 航船噪声 声场互易性 噪声指向性 海山
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开孔围壳流激振动特性的试验与数值计算研究 被引量：1
7
作者 张翰钦 郑国垠 +2 位作者 孙国仓 黎雪刚 陈明 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第6期66-71,共6页
对围壳模型进行试验与数值模拟,分析开孔对围壳流激振动特性的影响。首先进行无动力自由上浮试验,在试验中测得了一系列的振动加速度线谱,然后建立与试验相同的数值计算模型,采用大涡模拟法对围壳附近的流场进行了精细的模拟,并将流场... 对围壳模型进行试验与数值模拟,分析开孔对围壳流激振动特性的影响。首先进行无动力自由上浮试验,在试验中测得了一系列的振动加速度线谱,然后建立与试验相同的数值计算模型,采用大涡模拟法对围壳附近的流场进行了精细的模拟,并将流场的压力作为载荷,运用FEM/BEM结合的方法计算了围壳的流激振动。仿真结果表明,该方法可以清晰的模拟流激围壳振动现象,围壳开孔后会引起流场周期性振荡,从而激励结构振动,产生振动加速度线谱,数值方法计算的振动线谱频率和试验结果接近,平均误差为1.41%。流激开孔围壳振动集中在开孔的导边与随边,尤其是孔腔随边,对这些区域采取控制措施是下一步研究目标。 展开更多
关键词 流激振动 围壳开孔 上浮试验
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考虑遮挡和二次散射的修正板块元算法 被引量：28
8
作者 郑国垠 范军 汤渭霖 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期377-383,共7页
对外部加环肋圆柱壳体的声散射研究表明,部件之间的互散射(二次散射)对反向散射声场有重要贡献。本文在板块元算法基础上,加入对遮挡和二次散射的判段,得到修正的板块元算法。通过计算外部加环肋圆柱壳体的目标强度,展现了二次散射和遮... 对外部加环肋圆柱壳体的声散射研究表明,部件之间的互散射(二次散射)对反向散射声场有重要贡献。本文在板块元算法基础上,加入对遮挡和二次散射的判段,得到修正的板块元算法。通过计算外部加环肋圆柱壳体的目标强度,展现了二次散射和遮挡效应在不同角度的交替作用;而在考虑透射效应后,在高频段和低频段呈现出不同的效果。修正板块元计算结果与实测数据比较,两者一致。 展开更多
关键词 板块元算法 二次散射 遮挡效应 圆柱壳体 计算结果 散射声场 目标强度 实测数据
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外部加环肋有限长圆柱壳体声散射 被引量：4
9
作者 郑国垠 潘安 +1 位作者 范军 汤渭霖 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期523-529,共7页
为了深入理解双层加肋圆柱壳体的声散射机理,专门研究了两层壳体之间环肋的声散射。仅考虑模型的刚性散射,采用Kirchhoff近似推导了单个环肋的反向散射声场的解析解,并推广到等间距的环肋散射,结合圆柱壳刚性散射得到外部加周期性环肋... 为了深入理解双层加肋圆柱壳体的声散射机理,专门研究了两层壳体之间环肋的声散射。仅考虑模型的刚性散射,采用Kirchhoff近似推导了单个环肋的反向散射声场的解析解,并推广到等间距的环肋散射,结合圆柱壳刚性散射得到外部加周期性环肋的圆柱壳体的散射声场近似解。同时,利用图形声学方法(GRACO)对模型的目标强度进行数值计算。理论与实验的结果表明,刚性散射在反向散射声场中起主要作用,周期性环肋引起的Bragg散射对散射声场有重要贡献,同时遮挡效应在实际情况下有较大作用。 展开更多
关键词 加肋圆柱壳体 声散射 环肋 Kirchhoff近似 有限长 Bragg散射 散射声场 散射机理
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有限长双层加肋圆柱壳体低频回声:近似理论和实验(英文) 被引量：2
10
作者 郑国垠 范军 汤渭霖 《船舶力学》 EI 北大核心 2011年第12期1451-1462,共12页
研究了有限长双层加肋圆柱壳体的低频回声特性,提出了一种近似预报方法并进行了实验验证。该方法将回声分为弹性部分和几何部分,弹性部分用薄壳理论求解的包含中间水层的弹性散射波来近似;几何部分用修正板块元法计算的壳体和肋板构成... 研究了有限长双层加肋圆柱壳体的低频回声特性,提出了一种近似预报方法并进行了实验验证。该方法将回声分为弹性部分和几何部分,弹性部分用薄壳理论求解的包含中间水层的弹性散射波来近似;几何部分用修正板块元法计算的壳体和肋板构成的类似角反射体的几何回声来近似,将两者按能量叠加得到总回声场。低频回声实验的ka值约在5～10之间,通过实测的频率—角度谱与理论计算结果的比较分析了各种回声的形成机理。最后将实测目标强度与近似理论预报的结果进行了对比,两者在大部分角度吻合良好。 展开更多
关键词 双层加肋 声散射 低频 实验
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