静压下含空腔的吸声覆盖层性能分析与优化设计

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wcjlb
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
水下潜艇的声隐身性能一直以来是其安全性能和作战能力的重要指标,也是水声工程领域的重要实际研究方向之一。声学覆盖层作为潜艇吸声减振的重要装备,合理设计其结构对提升潜艇隐身性能至关重要。伴随着现代国防对高端装备的需求不断增加,考虑潜艇深潜所处静压环境对吸声覆盖层的影响,获得更加接近实际情况的模拟模型,对吸声覆盖层的结构优化和实际应用具有重要意义。考虑静压影响的覆盖层的吸声机理很少有人研究,明确静压下吸声覆盖层的吸声变化原理,有助于开展静压下的覆盖层性能优化工作,从而获得静压下吸声性能更优秀的声学覆盖层结构。本文建立静压下吸声覆盖层性能分析模型,把静压对覆盖层形状的影响和静压产生预应力的影响加入吸声性能计算过程。基于该计算模型探索三种含典型空腔的吸声覆盖层在静压下的性能变化规律,初步得出静压下特定频段吸声性能相对好的结构类型,并简要分析静压影响特定频段吸声性能的原因。对两种含连通多腔体空腔结构的覆盖层开展静压下吸声性能和吸声机理分析,并进行空腔形状优化。开展静压下非周期性吸声覆盖层性能和机理分析,探索静压下覆盖层空间维度上的优化方式。具体研究内容如下:(1)考虑静压的吸声覆盖层性能分析模型。将含空腔的吸声覆盖层结构作为研究目标,以经典的Alberich型覆盖层有限元计算模型为基础,考虑静压产生的预应力和变形对吸声覆盖层的影响,建立静压下有限元计算模型。利用COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件实现具体计算过程,并与相关文献所得静压计算结果对比,证明了该有限元计算模型的正确性。(2)静压下典型空腔覆盖层性能分析。基于所得静压下有限元数值计算模型,对比分析三类典型空腔覆盖层在考虑静压后的吸声性能变化,以覆盖层最大变形量、平均吸声系数、吸声系数变化量为指标,分析孔隙率相同时不同孔型覆盖层在相同静压下的性能差异,以及不同孔型覆盖层的吸声性能随静压的变化,并分析特定频段吸声覆盖层性能变化的原因,得到了静压下特定频段吸声性能较好的孔型覆盖层结构。(3)静压下连通型多腔体覆盖层的性能分析与优化。分析了静压下典型孔型覆盖层的性能后,本文继续分析静压下连通型多腔体覆盖层的吸声性能,得到原常压下吸声性能优秀的孔型覆盖层在静压下吸声性能变化趋势,并探索静压下含该类孔型的覆盖层吸声变化的原因。对连通型多腔体覆盖层开展静压下的孔型参数优化,得到静压下吸声性能优秀的覆盖层孔型结构。(4)静压下非周期性覆盖层性能分析与优化。在探索过周期性吸声覆盖层在静压下的吸声性能并进行孔型优化后,开展对非周期性吸声覆盖层的性能分析和机理分析,以探索新的优化维度。对单胞边长变化型覆盖层、空腔孔径变化型覆盖层、空腔高度变化型覆盖层开展静压下的性能分析,并探究其吸声性能变化的机理,为后续继续开展空间维度的覆盖层优化工作做基础。
其他文献
报纸
针对现行深海钻井系统存在的技术、经济与安全等局限性,本文提出了一种基于浮式水中井口的深海人工海床(Deep-water Artificial Seabed,简称DAS)钻井系统。该系统采用水面、水中及水下的分层设计,在水面以下适当深度的“浅海环境”处,建立一个采用张力筋腱定位的浮式水中人工海床,并通过回接套管将防喷器组与井口设备安装在人工海床上,从而将适用于浅海的钻井设备与工艺拓展应用于深海。本文
学位
企业内部审计是确保企业运营和管理合规性的重要手段,而内部审计质量控制则是保障内部审计有效性和准确性的关键环节。内部审计的质量是审计工作执行情况的体现,企业可通过建立健全完善的内部审计机构、完善内部审计规划管理体系、加强内部审计人员管理和培训、运用科技手段提升审计效率、加强与其他内控部门之间的合作、建立有效的反馈和改进机制,加强对审计结果的跟踪和落实等多种手段有效控制和完善内部审计质量,促进组织完善
期刊
针对钢板桩围堰施工中出现的问题,结合实际案例,通过对施工现场实际情况、方案比选、施工重难点以及施工工艺的分析,有效克服了钢板桩围堰在深水、浅覆盖层、河床下覆岩层较硬等恶劣环境下的技术难题,可以为同类工程项目提供参考。
期刊
审计质量是审计的生命线,审计监督作用的发挥,离不开审计质量。通过对北京市市属、区属公立医院内部审计质量的调研,分析内部审计质量存在的现实问题,提出加强公立医院内部审计质量管理的过程控制等有效路径,达到提高公立医院内部审计工作质量及效果的目的,为促进公立医院高质量发展发挥作用。
期刊
船体复杂双曲率外板的成形工艺是困扰船厂的问题之一,多加热线的船体曲面板感应加热变形预测是钢板感应加热工艺研究的关键技术。近些年来,高频感应加热因为热源易控制、加热效率高、污染小等优点越来越受到重视,众多研究者将其应用到船体曲面板成形的研究中。热弹塑性法是进行钢板感应加热变形计算常用的数值仿真方法,但是该方法的计算时间长、效率低,而且对于布置了多条加热线的钢板不易收敛,甚至导致无法计算。因此,众多研
学位
海上风能具有资源丰富、风速稳定等优点。近年来我国大力发展海上风能,在沿海省份的近海区域出现了越来越多的海上风电场。在海上风电场的建设中,风电基础是海上风电场的重要组成部分,风电基础具有投入大、使用寿命长、所处环境恶劣、检修难度高等特点。因此,需要对海上风电基础结构进行防腐蚀设计。目前,主要采用牺牲阳极的阴极保护法对海上风电基础结构进行腐蚀防护。但是随着海上风电场运行年限的增加,牺牲阳极将逐渐消耗且
学位
在港口附近区域航行作业的工程船舶主要用于辅助大型船舶作业,经常与大型船舶进行并靠,在工程船舶与其旁靠固定或向其并靠的作业过程中,两船不可避免发生碰撞挤压,而在工程船舶闲置停泊时若遇恶劣天气也会有与系泊浮筒碰撞的可能。为加强小型船舶的抗撞击性能,一般采用护舷结构来应对外部冲击。在船舶碰撞过程中,发生大变形的护舷吸收大部分能量以起到保护船体免受损害的作用,因此护舷结构的耐撞性能与船舶及海上结构物的安全
学位
在日常生活中,低频噪声由于其穿透力强、衰减慢的特点已经成为最重要的污染之一,甚至会危害人们的身心健康。传统吸声材料往往是通过增加材料的厚度和重量来达到低频吸声效果,但这在空间体积要求严格的领域并不特别适用。近年来,声学超材料的出现为实现低频吸声提供了新的思路,其不受质量作用定律的约束,可以在较小结构尺寸下实现低频吸声,受到了众多学者的认可。本文基于船用吸声材料结构小尺寸及低频噪声控制的要求,设计适
学位
噪声污染广泛存在于航空航天、船舶工程、交通运输等实际工程领域中,噪声污染对人、动物、仪器仪表以及建筑物等均构成重大危害,如若长时间处于低频噪声环境中,将会对人们的工作生活以及身心健康造成不可逆转的损害,诱发多种身心疾病,噪声问题逐渐得到大众的关注。低频噪声具有传播穿透力强、传播距离远、衰减难度大等特点,一般的隔声材料因为受限于质量定律,即材料面密度影响材料的隔声性能,在限制隔声结构重量的前提下,难
学位