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双层壳体的船舶动力舱振动与声辐射的有限元结合边界元数值计算 被引量:25
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作者 徐张明 汪玉 +1 位作者 华宏星 沈荣瀛 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期39-44,共6页
利用 ANSYS有限元软件 ,建立了双层壳体的船舶动力舱的水下结构流体耦合的声振模型。采用有限元结合边界元的方法 ,数值计算并分析了耐压壳体和轻质外壳的厚度变化对动力机械振动传递、水下外壳振动以及辐射噪声的影响。计算结果表明 ,... 利用 ANSYS有限元软件 ,建立了双层壳体的船舶动力舱的水下结构流体耦合的声振模型。采用有限元结合边界元的方法 ,数值计算并分析了耐压壳体和轻质外壳的厚度变化对动力机械振动传递、水下外壳振动以及辐射噪声的影响。计算结果表明 ,本文的方法对大型复杂结构的水下声振预估有借鉴价值。 展开更多
关键词 船舶 动力舱振动 声辐射 有限元 边界元 数值计算 声振耦合 双层壳体 数值模拟
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双层壳体水下振动和声辐射的仿真分析 被引量:22
2
作者 姚熊亮 杨娜娜 陶景桥 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2004年第2期136-140,共5页
潜艇的隐身性是现代军用潜艇一项至关重要的性能指标,但由于问题的复杂性,对潜艇结构的声学计算一直没能得到很好的解决.采用有限元结合边界元的计算技术,对敷有隔声去耦材料潜艇舱段模型的声学性能进行了计算.在现有的计算软件中,ANSY... 潜艇的隐身性是现代军用潜艇一项至关重要的性能指标,但由于问题的复杂性,对潜艇结构的声学计算一直没能得到很好的解决.采用有限元结合边界元的计算技术,对敷有隔声去耦材料潜艇舱段模型的声学性能进行了计算.在现有的计算软件中,ANSYS软件处理多物理场的功能比较强,并且有专门的声学计算功能,但它计算量大,后处理功能弱;SYSNOISE软件是专门的声学计算软件,但没有建模功能.考虑到它们各自的特点,采用ANSYS软件计算结构的流固耦合振动,在此基础上采用SYSNOISE软件计算辐射声场.最后对计算结果进行了总结分析,发现模型辐射声场中的声压呈有规律的花瓣形分布,内外壳的振动响应随着频率的增加而出现较大区别.本文的算法和结论对本领域的理论研究和实艇敷设去耦瓦都具有一定的参考价值. 展开更多
关键词 有限元 边界元 耦合振动 水下声辐射
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船舶水下结构噪声的研究概况与趋势 被引量:22
3
作者 孙雪荣 朱锡 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期106-113,共8页
从船舶水下结构噪声的计算、实验及其控制方面,回顾了舰船水下结构噪声的研究概况。对不同的计算、 实验及降噪的理论和方法进行了总结和评价,为今后的发展提出了一些看法。
关键词 研究概况 制方 实验 噪声 评价 控制 看法 水下结构 降噪
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船舶水下噪声研究三十年的基本进展及若干前沿基础问题 被引量:14
4
作者 俞孟萨 林立 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期244-248,共5页
三十年来,船舶水下噪声研究取得了显著的进展,同时也面临新的需求和挑战。文章从船体结构振动和声辐射、低噪声设备、管路系统振动和噪声、隔振及声振隔离方法、声学材料和元器件、推进器及推进轴系声学特性、水动力噪声、声呐自噪声、... 三十年来,船舶水下噪声研究取得了显著的进展,同时也面临新的需求和挑战。文章从船体结构振动和声辐射、低噪声设备、管路系统振动和噪声、隔振及声振隔离方法、声学材料和元器件、推进器及推进轴系声学特性、水动力噪声、声呐自噪声、声目标强度、声学测量方法等十个方面,简要回顾和梳理了船舶水下噪声研究取得的主要进展及进一步的发展方向,并提出了若干前沿的基础性问题。 展开更多
关键词 水中目标 目标回波 脉冲包络起伏
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按可压缩流体计算结构响应对声辐射的影响 被引量:7
5
作者 邹元杰 赵德有 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期85-90,共6页
将流体分别视为不可压缩和可压缩两种情况建立了流固耦合方程,探讨了按可压缩流体计算水下结构振动响应对声辐射的影响.结果表明:流体可压缩性与流体边界条件、结构刚度和结构阻尼有关;在计算水下结构声辐射时,结构振动响应应当按可压... 将流体分别视为不可压缩和可压缩两种情况建立了流固耦合方程,探讨了按可压缩流体计算水下结构振动响应对声辐射的影响.结果表明:流体可压缩性与流体边界条件、结构刚度和结构阻尼有关;在计算水下结构声辐射时,结构振动响应应当按可压缩流体计算. 展开更多
关键词 可压缩流体 水下结构 振动响应 声辐射 流固耦合方程
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水下圆柱壳声辐射激发水表面声波研究
6
作者 张圣海 徐剑秋 黎胜 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2329-2340,共12页
研究水下声源声辐射激发的水表面声波,对在空气中进行跨介质水下声源探测具有重要意义。为研究水下声源声辐射激发的水表面声波特性,基于水下声传播理论推导水下稳态点源球面声波激励水表面声波的理论解,依据有限元方法,以脉动球点源为... 研究水下声源声辐射激发的水表面声波,对在空气中进行跨介质水下声源探测具有重要意义。为研究水下声源声辐射激发的水表面声波特性,基于水下声传播理论推导水下稳态点源球面声波激励水表面声波的理论解,依据有限元方法,以脉动球点源为例进行数值分析验证,设计相应实验验证水平衰减规律及声源深度影响。基于声-结构耦合有限元方法研究声源深度等声源参数及环境参数对水下圆柱壳声辐射激发水表面声波的影响。研究结果表明:所提激励下的圆柱壳声源在半自由场环境中激发的海水表面波振幅在某些振型对应固有频率下的振幅远大于其他频率;海底和粗糙海面对水表面波振幅有影响;在所提载荷激励下,有限水深中水下圆柱壳声辐射激励的水表面波振幅在3倍圆柱壳半径以内及20倍半径之外潜深范围内与潜深呈正比,其他范围随潜深呈反比。 展开更多
关键词 水下圆柱壳 声辐射 水表面声波 声-结构耦合 粗糙海面
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LAMINATED PIEZOELECTRIC PLATE FOR ACTIVE UNDERWATER ACOUSTIC CONTROL 被引量:3
7
作者 Zhao Hanzhong (Department of Mechanics,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,China) 《Acta Mechanica Solida Sinica》 SCIE EI 2001年第4期306-311,共6页
The pressure reflected from a bi-laminated piezoelectric plate hasbeen determined using the Thomson-Haskell matrix method. The plate iscomposed of a piezoelectric layer with grounded vacuum and An elasticlayer in cont... The pressure reflected from a bi-laminated piezoelectric plate hasbeen determined using the Thomson-Haskell matrix method. The plate iscomposed of a piezoelectric layer with grounded vacuum and An elasticlayer in contact with the fluid. An incident plane wave in the fluidmedium strikes the plate at dif- Ferent angles. The required electricpotential across the piezoelectric layer to cancel the reflectionfrom the Fluid/elastic boundary has been determined for thepiezoelectric material PZT-5 at various thickness parame- Ters andincident frequencies. 展开更多
关键词 underwater acoustic control laminated piezoelectric plate acousticscattering acoustic radiation
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船舶振动声学优化设计中设备运动激励的等效反演力方法 被引量:4
8
作者 易跃峰 杨德庆 +1 位作者 刘西安 陈林 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期397-403,共7页
当设备振动载荷以运动激励形式给出时,常采用大质量法或直接加速度法进行结构动力响应分析。但基于这两种方法的动力学模型无法用于船舶振动模态分析以及振动声学优化设计迭代过程中的动力学重分析。本文基于动力设备内源激振力的不变性... 当设备振动载荷以运动激励形式给出时,常采用大质量法或直接加速度法进行结构动力响应分析。但基于这两种方法的动力学模型无法用于船舶振动模态分析以及振动声学优化设计迭代过程中的动力学重分析。本文基于动力设备内源激振力的不变性,提出等效反演力法,将设备运动激励转换为设备等效内源力载荷,用于船舶水下辐射噪声的预报以及结构声学优化设计。以某舱段为例,对比分析了不同加载方法对应的动力学模型的固有频率与水下辐射噪声声功率,实测水声声功率为92.33 dB,基于等效反演力法输入的水声声功率数值计算结果为93.84 dB,两者相差1.51 dB。研究表明,等效反演力法是在振源设备载荷以运动激励给定时计算水下辐射噪声并用于声学优化设计的优选方法。 展开更多
关键词 等效反演力法 振动加速度 水下辐射噪声 加速度载荷 声学优化设计
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阻抗分析法在船舶结构动力响应分析中的应用研究 被引量:5
9
作者 庞福振 宋红宝 +1 位作者 缪旭弘 王雪仁 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第18期17-22,27,共7页
针对设备动力参数未知,设备基座振动加速度给定情况,提出阻抗分析法解决设备振动激励载荷下的船舶结构动力分析问题。基于理论分析,提出阻抗分析法,实现设备对基座的振动能量采取振动加速度激励作为输入,进而分析结构动力响应;通过舱段... 针对设备动力参数未知,设备基座振动加速度给定情况,提出阻抗分析法解决设备振动激励载荷下的船舶结构动力分析问题。基于理论分析,提出阻抗分析法,实现设备对基座的振动能量采取振动加速度激励作为输入,进而分析结构动力响应;通过舱段结构动力分析验证方法的有效性,并讨论不同加载方式对结构动力响应的影响规律,研究表明,该方法应用于结构声振分析是可行的,且加载方式对结构响应影响较大;在此基础上,将阻抗分析法应用于水下航行器水下声辐射研究,分析水下航行器声场周向分布规律。结果表明激励频率较低时水下航行器水下声场呈对称分布,随着频率提高,其对称性逐渐下降。 展开更多
关键词 结构动力响应 阻抗 振动加速度 水下辐射噪声
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水下圆柱壳声学代理模型优化设计 被引量:4
10
作者 成嘉鹏 杨德庆 易桂莲 《噪声与振动控制》 CSCD 2016年第3期1-5,共5页
为了提高水下结构声学计算的效率,采用有限元软件进行水下圆柱壳结构声辐射分析,建立声学分析近似代理模型,给出壳体结构几何尺寸与水下声辐射特性的显式解析表达式,简化声学计算,建立高效的结构声学优化设计模型。利用拉丁超立方取样... 为了提高水下结构声学计算的效率,采用有限元软件进行水下圆柱壳结构声辐射分析,建立声学分析近似代理模型,给出壳体结构几何尺寸与水下声辐射特性的显式解析表达式,简化声学计算,建立高效的结构声学优化设计模型。利用拉丁超立方取样方法进行样本点的选取,分别采用多项式响应面法、Kriging函数和径向基函数法构造水下双层圆柱壳结构的声辐射代理模型。通过比较三种代理模型的拟合精度,选择三种代理模型建立双层圆柱壳结构水下声辐射优化设计模型,并采用Matlab进行尺寸优化,减轻了结构质量。该研究为水下结构声辐射预报和声学设计提供参考。 展开更多
关键词 声学 水下圆柱壳 声辐射 声学设计 代理模型 结构优化
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水下航行器推进器-轴系-壳体系统声振特性研究 被引量:4
11
作者 杨忠超 楼京俊 +1 位作者 孙炯 杨庆超 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第12期30-35,共6页
本文针对尺度相对较小的水下航行器,建立了推进器-轴系-壳体系统动力学模型。运用三维声弹性理论和三维水弹性声学分析软件,计算了典型激励力作用下系统的振动特性,得到了推进器-轴系-壳体系统在螺旋桨和轴上纵向和横向非定常单位激励... 本文针对尺度相对较小的水下航行器,建立了推进器-轴系-壳体系统动力学模型。运用三维声弹性理论和三维水弹性声学分析软件,计算了典型激励力作用下系统的振动特性,得到了推进器-轴系-壳体系统在螺旋桨和轴上纵向和横向非定常单位激励力作用下的声辐射规律。 展开更多
关键词 水下航行器 推进器-轴系-壳体 振动 声辐射
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声源激励下锥柱组合壳体水下声辐射特性试验研究
12
作者 曹阳 张大维 +1 位作者 李锋 刘力溟 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第11期55-58,共4页
针对单层壳和锥柱组合壳2种典型壳体结构内部强噪声源引起的水下辐射噪声问题,开展小比例缩比模型的振动声辐射试验,给出不同结构形式对声激励下,圆柱壳结构振动与声辐射的影响规律及主导因素。试验结果表明:相同声源激励条件下锥柱组... 针对单层壳和锥柱组合壳2种典型壳体结构内部强噪声源引起的水下辐射噪声问题,开展小比例缩比模型的振动声辐射试验,给出不同结构形式对声激励下,圆柱壳结构振动与声辐射的影响规律及主导因素。试验结果表明:相同声源激励条件下锥柱组合壳结构声辐射频段总声压级最小。低频段下,单层壳与锥柱组合壳之间总声级差值可达8 dB;500 Hz以下频段声腔模态起主导作用,500~1 500 Hz频段内声腔模态和结构模态共同作用;内部声腔在其固有频率处会造成壳体的强烈耦合效应,从而出现声压级峰值。 展开更多
关键词 内部声激励 壳体结构 水下声辐射 模型试验 仿真计算
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透声窗尺寸对窗内基阵辐射声场影响仿真分析 被引量:1
13
作者 赵安邦 赵智姗 +1 位作者 宋雪晶 何呈 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期30-34,共5页
基于惠更斯-菲涅尔原理提出了一种再辐射的方法来计算窗内基阵定向发射时的远场声特性,并用SYSNOISE软件进行仿真计算.首先推导了矩形活塞相控阵的辐射声场,并与软件计算结果进行对比,验证了软件仿真的可靠性;然后利用声场计算软件验证... 基于惠更斯-菲涅尔原理提出了一种再辐射的方法来计算窗内基阵定向发射时的远场声特性,并用SYSNOISE软件进行仿真计算.首先推导了矩形活塞相控阵的辐射声场,并与软件计算结果进行对比,验证了软件仿真的可靠性;然后利用声场计算软件验证了再辐射方法的可行性;最后用再辐射的方法仿真了透声窗尺寸对相控阵的影响.结果表明:选择适当的透声窗尺寸,可以显著提高声呐基阵大角度声学性能. 展开更多
关键词 声学特性 水声学 声场测量 声呐 边界元法 仿真 透声窗 声辐射 再辐射
原文传递
水中板声辐射的声功率模态分析 被引量:2
14
作者 李直 黎胜 刘彦森 《声学技术》 CSCD 2014年第4期317-321,共5页
由于水中结构的振动声辐射要考虑流体加载效应,因此水中结构声辐射的模态分析也与空气中的有所不同。基于辐射声功率的二次型表达式,采用有限元和Rayleigh积分耦合方法,对板结构的水下声功率模态进行了计算分析研究,通过辐射效率、模态... 由于水中结构的振动声辐射要考虑流体加载效应,因此水中结构声辐射的模态分析也与空气中的有所不同。基于辐射声功率的二次型表达式,采用有限元和Rayleigh积分耦合方法,对板结构的水下声功率模态进行了计算分析研究,通过辐射效率、模态振型和辐射声功率等探讨了其特点。结果表明以激励力为变量、考虑了结构阻抗的水下声功率模态具有各阶模态声辐射独立、低频时前几阶模态(特别是第1阶模态)的声辐射占主导地位、模态辐射效率峰值和模态振型物理意义清楚等特点,在水下结构振动声辐射的分析和控制方面有一定实用价值。 展开更多
关键词 水下声辐射 模态分析 声功率模态 振动模态
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不同耦合模式水下结构声辐射计算方法研究 被引量:2
15
作者 蒋坤 向阳 张波 《噪声与振动控制》 CSCD 2019年第3期11-17,34,共8页
针对水下双层圆柱壳中低频声辐射预报,分别利用基于流固耦合的FE-IBEM法和基于声固耦合的FEIBEM法进行水下声辐射计算,比较上述两种算法在理论和计算特性方面的差异,并通过算例对这两种算法进行分析。另外,还研究了环肋间距以及环肋厚... 针对水下双层圆柱壳中低频声辐射预报,分别利用基于流固耦合的FE-IBEM法和基于声固耦合的FEIBEM法进行水下声辐射计算,比较上述两种算法在理论和计算特性方面的差异,并通过算例对这两种算法进行分析。另外,还研究了环肋间距以及环肋厚度等对双层圆柱壳结构水下辐射噪声的影响。研究结果表明,流固耦合模式由于忽略了流体的可压缩性使得计算结果偏大,声固耦合模式充分考虑了流体对结构的耦合作用使得计算结果更合理,两种耦合模式在0~12Hz范围内求解结果近似,在12Hz^200Hz范围内求解结果差距较大,基于声固耦合模式的FEIBEM法是计算结构水下辐射噪声的优选方法。合理选择环肋间距以及增加环肋厚度可以降低结构中低频水下辐射噪声。 展开更多
关键词 声学 水下声辐射 声固耦合 流固耦合 有限元-边界元法 减振降噪
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水下双层圆柱壳全频段声振特性研究 被引量:2
16
作者 张波 向阳 +2 位作者 郭宁 李飞 肖鸿飞 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第11期9-16,共8页
为研究水下双层圆柱壳结构全频段声振特性,基于VA-ONE建立了FE-BEM混合法、FE-SEA混合法及SEA法3种不同的计算模型,进行了不同辐射介质中辐射声功率及外壳振速的计算,并进一步研究了内外壳及肋板厚度、约束条件、激励位置及层间流体对... 为研究水下双层圆柱壳结构全频段声振特性,基于VA-ONE建立了FE-BEM混合法、FE-SEA混合法及SEA法3种不同的计算模型,进行了不同辐射介质中辐射声功率及外壳振速的计算,并进一步研究了内外壳及肋板厚度、约束条件、激励位置及层间流体对双层圆柱壳声辐射特性的影响;基于FE-BEM混合法研究了圆柱壳结构的声散射特性;研究了肋板在结构振动能量传递中的作用,提出了2种阻尼肋板的减振降噪方案并进行相关仿真分析。结果表明:重流体能够抑制结构的振动,但由于重流体声阻抗较大,结构的辐射声功率变大;结构声散射曲线在某些频率处出现峰值,且峰值频率与结构自身的固有特性有关;阻尼肋板能得到较好的减振降噪效果,工程上建议使用金属聚氨酯阻尼肋板。 展开更多
关键词 水下声辐射 双层圆柱壳 全频段 阻尼肋板
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附加质量对水中平面板振动噪声特性的影响 被引量:2
17
作者 于丹竹 黎胜 《舰船科学技术》 北大核心 2015年第6期26-29,共4页
在结构的生产加工和使用过程中,由于结构设计、施工工艺、使用安装及维修保养等过程中存在种种问题,导致结构的附加质量成为一种普遍存在且无法避免的现象,同时又对主体结构的声振特性存在着较大影响,因此研究附加质量对主体结构振动及... 在结构的生产加工和使用过程中,由于结构设计、施工工艺、使用安装及维修保养等过程中存在种种问题,导致结构的附加质量成为一种普遍存在且无法避免的现象,同时又对主体结构的声振特性存在着较大影响,因此研究附加质量对主体结构振动及噪声特性的影响具有重要的基础意义。以水中平板结构为例,对由不同分布情况的附加质量所引起的水中平面板声-振特性的变化进行数值分析。建立带有附加质量主结构的有限元模型,将其与声流体介质的瑞利积分相互耦合用于求解流固耦合问题,以获得耦合系统的响应。通过模型降阶法求解由附加质量所引起的结构模态参数变异。数值计算结果表明,不同分布情况的附加质量的影响有所不同,对于主结构声振特性的影响随频率的变化而变化。在主结构低频振动时,附加质量的影响主要反映在主结构固有频率和阻尼系数的改变上。 展开更多
关键词 水中板 附加质量 声辐射 阻尼系数
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水下结构声辐射FEM/BEM简化计算方法研究 被引量:2
18
作者 方斌 李瀚钦 +1 位作者 金哲民 周其斗 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2019年第1期74-79,共6页
为提高水下结构声辐射FEM/BEM方法的计算速度,首先以节点位移作为中间变量对湿表面处结构和流体的运动方程进行解耦;然后,采用单元的外法向矢量来表示相关系数,并简化了积分奇异性的处理;最后,以脉动球和水下加筋圆柱壳为算例进行了计算... 为提高水下结构声辐射FEM/BEM方法的计算速度,首先以节点位移作为中间变量对湿表面处结构和流体的运动方程进行解耦;然后,采用单元的外法向矢量来表示相关系数,并简化了积分奇异性的处理;最后,以脉动球和水下加筋圆柱壳为算例进行了计算,计算结果、理论结果与试验结果吻合较好,由此验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 FEM/BEM 水下结构 声辐射 简化算法
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有限长圆柱壳结构水下声辐射有源控制实验 被引量:2
19
作者 丁少虎 王谦 +2 位作者 陈克安 玉昊昕 马玺越 《噪声与振动控制》 CSCD 2014年第2期17-21,共5页
以水下有限长圆柱壳为对象,实验研究水下结构声辐射有源控制。实验中通过引入次级力源,以单个或两个误差点处的声压最小为目标函数,分析次级激振器和误差传感器布放(位置和数目)以及激励频率对控制效果的影响。结果表明:有源控制能够有... 以水下有限长圆柱壳为对象,实验研究水下结构声辐射有源控制。实验中通过引入次级力源,以单个或两个误差点处的声压最小为目标函数,分析次级激振器和误差传感器布放(位置和数目)以及激励频率对控制效果的影响。结果表明:有源控制能够有效控制水下圆柱壳线谱噪声;增加次级激振器和误差传感器的数目,能够增大降噪区域;有源控制在3 000 Hz高频处对壳体噪声控制依然有效。有源控制能够对多线谱信号激励壳体辐射噪声产生抑制作用。 展开更多
关键词 声学 弹性圆柱壳 水下声辐射 有源控制
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复合材料结构水下振动噪声仿真研究 被引量:2
20
作者 贾地 王雪仁 +2 位作者 刘瑞杰 缪旭弘 马建强 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第4期80-83,共4页
开展复合材料夹芯板的损耗特性测试试验,获得了复合材料夹芯板结构内损耗因子,并以此作为数值计算的基础参数输入;采用声固耦合有限元分析法,对水下航行器上层建筑采用复合材料夹芯板后的振动声辐射特性进行分析;探索了壳板厚度参数对... 开展复合材料夹芯板的损耗特性测试试验,获得了复合材料夹芯板结构内损耗因子,并以此作为数值计算的基础参数输入;采用声固耦合有限元分析法,对水下航行器上层建筑采用复合材料夹芯板后的振动声辐射特性进行分析;探索了壳板厚度参数对水下航行器上层建筑振动声辐射特性的影响规律,提出了复合材料上层建筑结构声学优化设计方案,旨在为上层建筑结构声学设计提供参考。 展开更多
关键词 水下航行器 复合材料 上层建筑 振动声辐射
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