加肋双层圆柱壳振动声辐射数值计算分析.pdf

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第卷第期声学学报, 。争
加年月,
加肋双层圆柱壳振动声辐射数值计算分析
商德江何柞墉
哈尔滨工程大学哈尔滨叫
年月日收到
年月日定稿
摘县利用有限元软件和边界元软件对一双层加肋圆柱壳的水下受橄振动与声辐射作了数值计算分析
研究该双层柱壳为环向加肋, 并且两端带有半球帽利用软件数值计算了双壳的轴对称模态, 及当双壳在水下受
点力激励时外表面的法向位移、法向质点振速及表面声压和法向声强的频率响应然后, 将法向位移数据传递给
软件, 利用边界元技术计算了双壳的辐射声功率及辐射效率的频率晌应, 及其近场的声压和声能流分布和远场指向性
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水下振动与声辐射也并非易事一方面, 结构的有限
元建模、矩阵方程的求解, 工作量较大, 尤其当计算
引言频率较高时更是如此另一方面, 水下振动与声的实
验测量也很困难加肋双层圆柱壳结构比较复杂, 有
弹性结构的水下振动与声辐射问题一直受到人
关其水下振动与声的参考资料不多文献风只是
们的关注其分析方法可分为解析法和数值法前者
计算了双层柱壳的模态频率, 并做了振动的实验验
一般适用于结构及几何形状比较简单规则的弹性结
,
, 、、, 证与计算结果吻合较好
构如球壳无限长圆柱壳椭球壳等等它们的
表面形状为正交坐标系的坐标面的情况而后者一随着计算机技术的发展, 其数值计算能力大大
般适用于比较复杂弹性结构常用的数值方法有提高, 这为有限元及边界元技术在结构振动与声辐
一矩阵法、有限元法、有限元边界元法、有限元射方面的应用提供了有力的工具目前已出现了较
,
无限元法等等卜司其中有限元边界元法是工成熟的有限元及边界元软件如美国公司开
程上常用的方法, 该方法原则上可求解具有任意表发的有限元软件, 比利时公司开发
面形状复杂弹性结构的水下振动和声辐射问题即的有限元边界元软件刀等等其中,
使如此, 用有限元边界元法求解加肋双层柱壳的软件既有有限元技术, 又含有边界元技
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声学学报专年
术, 可计算一般复杂弹性结构的水下祸合振动问题
,
其优点是对声场的后置处理功能很强可计算结构的’
、、、
辐射声功率激励力的辐射声功率效率矢量声强, ,
其中为瞬时声压为时间变量为声速
声场的质点振速分布、远场指向性等等但该软件的
为拉氏算符
有限元边界元的祸合技术并不十分成熟其
引入散度和梯度的向量形式的运算符如下
版还不能处理双层壳间含流体的加肋柱壳的水下振
· 口
灸‘、了曰了、、,,
动与声场的祸合问题软件只含有有限元技二一由一即一今,
术, 其优点是可计算任意复杂结构的水下振动与声
,
学问题其缺点是利用有限区域截断来模拟声场的
, ,
无限边界计算的节点多计算量大并且其声场的其中, 上角为取矩阵转置
, 、
后置处理功能较弱不能给出结