管道系统分布在船舶中的各个位置,相当于人体内的血管,对船舶的正常航行起到至关重要的作用。但是当管道系统运行时,流体对管道产生冲击,由此引发管道振动和辐射噪声。管道振动有时会严重影响管道系统的安全运行,而且管道系统噪声对船上整体噪声水平占较大比重,因此控制管道的振动和辐射噪声越来越受到重视。但是长期以来,对管道系统进行设计往往以满足管道运行功能为主,而对其产生的振动和噪声考虑不足。基于以上情况,本文主要对船舶管道系统中的典型管件——弯管的振动响应和流致噪声辐射情况进行研究,为船舶管道系统设计提供思路,并对有效防止和减轻管道振动和辐射噪声提出针对性措施。本文首先基于流固耦合理论,建立了弯管的流固耦合有限元模型,分别计算稳态和脉动流体输入时弯管的振动响应,得出弯管内脉动流体是管道产生振动的原因;将仿真结果与实验结果进行了对比,验证了本文流固耦合模型的有效性。通过分析脉动流体主要参数:脉动压力幅值、脉动压力频率和流量,发现这些参数数值越大,管内流体流动愈发不稳定,造成的管道振动响应更加剧烈。随后,对比了是否考虑流固耦合作用弯管的固有特性,发现在考虑流体与管道的耦合时,弯管的各阶固有频率比不考虑耦合时明显下降,最多下降了55.9%,因此在工程实际应用中必须考虑管道流固耦合的影响。接着对不同结构参数下弯管的固有振动特性进行计算发现:增加弯管壁厚,弯管各阶固有频率升高,壁厚增加弯管刚度增大,使得弯管振动幅度降低;增加弯管弯曲半径,对弯管前三阶固有频率有明显影响;弯管弯曲角度越大,固有频率越低。将流固耦合计算后的弯管流场中壁面压力脉动数据作为声源,计算弯管的流动噪声水平。对弯管不同结构参数对其噪声辐射的影响进行研究,对比外声场监测点处的声压以及声压级曲线,研究结果表明:壁厚对外声场监测点声压频谱曲线影响较小,增大弯管弯曲半径和减小弯曲角度可以有效降低外声场辐射噪声水平。围绕不同脉动流体参数对弯管流场噪声辐射情况进行详细分析,其中脉动压力幅值在中低频段噪声对噪声辐射影响显著,脉动压力频率会影响噪声峰值出现的位置,随着入口流量增大,外声场监测点处声压级越高。最后提出了两种弯管振动和噪声控制的有效措施——铺设阻尼材料和安装弹性支撑。针对这两种措施对弯管辐射噪声水平的影响展开分析,分别计算了阻尼材料的不同材料参数以及弹性支撑的刚度和安装位置对弯管外声场噪声辐射的作用,结果表明:两种措施都可以有效降低弯管辐射噪声水平。图77幅,表9个,参考文献56篇。