水中结构声辐射问题的建模与求解方法研究

摘要

研究水中结构声辐射的建模与求解方法.由于水中结构表面声压的积分存在奇异性,且在内部激励下结构振动与声压相互耦合,使得水中结构声辐射的建模与求解成为声学与力学等多领域相互交叉的复杂问题.论文将考虑壳体内运动机械产生的非线性激励,且将表面声压视为作用于结构表面的未知外激励,由变分原理,建立水中结构声辐射问题统一的力学与声学方程;根据声场Kirchhoff-Helmholtz积分公式和边界相容性条件,研究结构表面振速与其声压的变分关系;针对声振耦合变分方程,将声振耦合系统的广义模态系数展开为多个谐波的叠加,根据声压与振速的变分方程和增量谐波平衡法,获得非线性声振耦合系统声辐射问题的半解析解.论文在水中结构声辐射理论、振动与噪声控制等方面,具有重要理论与应用价值.