复杂加筋的锥-柱组合壳声振相似规律研究

摘要

[目的]旨在解决复杂加筋组合壳结构缩尺模型的声振试验结果难以准确换算至原型的难题,分析两者的声振相似规律,为水下复杂加筋壳结构声振缩尺模型的试验研究提供依据。[方法]使用面单元模拟加筋方法构建复杂锥-柱组合壳模型及其缩尺模型,基于有限元-边界元法(FEM-BEM)混合方法,计算模型壳体的声振响应,并结合加筋圆锥壳模型试验,验证采用上述方法计算复杂组合壳声振响应的准确性,系统研究复杂组合壳的声振相似规律。[结果]结果表明:在相同的模型材料参数、边界条件和激励力下,复杂组合壳的模态频率与缩尺比成反比,对应频率的模态振型相同;在相同的激励力下,复杂组合壳的振动响应与缩尺比成反比,其声压与缩尺比和场点距离的乘积成反比;缩尺模型与原型的水下声辐射效率及声压指向性相同。[结论]在模型相似条件下,复杂组合壳结构表现出了良好的声振相似规律,满足相似条件下采用缩尺模型试验研究组合壳原型结构的声振特性要求。