不同流场中双层圆柱壳层间声振传递特性研究

径向激励作用下有限长双层圆柱壳声振传递特性研究杨晓刚;林立;白振国;李兵【摘要】The Donnell equation of thin shell was applied to describe double cylindrical shells motion. The effect of the rings, annular pales and the fluid was treated as forces and moments on shells, which were pre-sented in terms of the additional impedance. By using the mode expanding expression of shell ’s displace-ment, the sound and vibration transfer matrix between the inner and outer shell was constituted. The numer-ical analysis of mean square velocity of the outer shell was carried out. The result verified that the transfer matrix of the inner and outer shell was fixed, which was not influenced by excitation property. It offers the theoretical basis to predict the noise of double cylindrical shells.%文章利用Donnel壳体方程描述双层圆柱壳振动，以附加阻抗的形式表示环肋、实肋板以及水介质等对壳体的力作用，结合内外壳振动位移模态展开形式，建立了双层圆柱壳内外壳之间的声振传递矩阵。

双层圆柱壳舷间声通道对壳体声振性能的影响楼京俊; 屈铎; 唐宇航; 张振海【期刊名称】《《振动与冲击》》【年(卷),期】2019(038)023【总页数】6页(P165-170)【关键词】双层圆柱壳; 声振性能; 流体负载; 托板【作者】楼京俊; 屈铎; 唐宇航; 张振海【作者单位】海军工程大学舰船与海洋学院武汉430033; 海军工程大学动力工程学院武汉430033; 中国人民解放军92578部队北京00161【正文语种】中文【中图分类】TP319.56水下航行器机械设备激励造成的壳体振动会引发辐射噪声问题，目前主要是通过采用低噪声设备、对基座减振隔振以及在壳体表面敷设消声瓦来实现噪声的抑制，但由于种种技术难题，实际水下航行器壳体的辐射噪声问题依然较大，减振降噪效果并没有达到预期水平。

加肋双层圆柱壳结构是水下航行器壳体的主要结构形式，其振动及声学性能直接影响水下航行器的隐身性，因此通过结构声学设计改善此类双层圆柱壳结构的振声性能，对水下航行器作战能力和生存能力具有重大意义。

目前，以典型圆柱壳结构研究水下航行器声辐射问题，是求解中常用的简化方法。

文献[1-6]分别采用Flügge薄壳理论和Helmholtz波动理论、传递矩阵法、水弹性理论、Donnell薄壳理论等对圆柱壳的水下振动、声辐射进行了求解计算，文献[7-8]对水下加肋圆柱壳进行了声振性能研究。

而对于双层圆柱壳水下振声响应问题，考虑介质与结构的耦合效应等舷间连接形式是研究的重点，文献[9-13]均考虑了双层壳舷间流体负载效应，分别进行了周期环形支撑结构的声辐射研究、声辐射模态分析、振动特性分析、能量传递特性研究、舷间声功率传递特性分析；文献[14]研究了双层圆柱壳间实肋板或托板连接对其声振性能的影响。

本文采用有限元(Finite Element Method，BEM)自动匹配层(Automatically Matched Layer，AML)技术，同时考虑舷外流体和舷间流体与内、外圆柱壳之间的耦合，研究分析了有限元声振耦合法与附加质量法的差异，建立了含有舷间流体的双层圆柱壳模型，采用有限元声振耦合法计算得到了舷间/外流体、舷间托板对圆柱壳振声特性的影响规律，为水下航行器声隐身技术提供理论指导。

有限长双层弹性圆柱壳体声散射研究有限长双层弹性圆柱壳体声散射研究随着现代科技的发展，声学研究已经成为了人们关注的热点之一。

声学研究的一个重要方向就是声散射问题。

而在声散射问题中，双层弹性圆柱壳体的研究备受关注。

本文将从有限长双层弹性圆柱壳体声散射研究角度来探讨这一问题。

首先，我们需要了解什么是双层弹性圆柱壳体。

双层弹性圆柱壳体由两层弹性圆柱壳体组成，其中内层圆柱壳体的直径小于外层圆柱壳体的直径。

在声学中，双层弹性圆柱壳体通常被用来研究声波的散射现象。

具体来说，在有限长双层弹性圆柱壳体声散射研究中，研究对象主要是声波的入射和散射。

双层弹性圆柱壳体的散射问题可以分为两种情况，即一层圆柱壳体为刚性体而另一层为弹性体以及两层圆柱壳体均为弹性体。

这两种情况都可以用传递矩阵法进行求解。

在求解过程中，我们需要利用传递矩阵法来计算反射系数和透射系数。

传递矩阵法首先将圆柱壳体分成多个小段，每个小段都用矩阵来表示声波的传递。

矩阵的元素根据壳体的结构和材料参数来计算。

然后，将每个小段的传递矩阵相乘，最终得到整个圆柱壳体的传递矩阵。

利用传递矩阵可以求得反射系数和透射系数，从而得到声波的散射特性。

此外，在有限长双层弹性圆柱壳体声散射研究中，我们还可以借助数值模拟方法来求解问题。

数值模拟方法可以利用有限元或边界元方法来模拟声波在圆柱壳体中的传播过程。

这种方法需要根据声波的频率、入射角度等参数来进行计算。

数值模拟方法通过计算可以得到目标圆柱壳体的声场分布和应力分布，从而得到其散射特性。

总之，在有限长双层弹性圆柱壳体声散射研究中，除了传统的传递矩阵法之外，数值模拟方法也是一种有效的研究方法。

这两种方法可以互相印证和补充，共同推进声散射问题的研究。

在进行有限长双层弹性圆柱壳体声散射研究时，需要涉及一些相关数据，并进行数据分析，以便更好地理解和解决问题。

一、材料参数双层弹性圆柱壳体的弹性模量、泊松比和密度等材料参数对其声散射特性有着重要影响。