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隐蔽性是潜艇赖以生存和保持强大威慑力的基础,是关系到潜艇作战成败的关键因素。目前水声探测仍是对潜艇进行探测和识别的主要手段,因此提高潜艇声隐身能力是保障潜艇生命力,增强战斗力的主要途径,对于潜艇作战使用具有极其重要的意义。浮筏隔振技术是国内外潜艇控制噪声的最重要技术措施之一。在潜艇的浮筏隔振工程设计中,迫切需要一套工程实用的浮筏隔振系统动态特性计算方法,在设计阶段就能够对舰船浮筏隔振系统隔振效果进行快速有效的评估,同时还亟需建立浮筏隔振系统元器件声学性能的在线监测和检测方法,实现浮筏隔振系统在整个生命周期内都能保持良好的声学状态。 本文在分析了国内外浮筏隔振系统动态特性仿真方法优缺点的基础上,在现有基于频响函数子结构综合法(FRF-Based Substructure Technique,FBS)的基础上,发展了一种新的适用于浮筏隔振系统动态特性仿真计算的改进FBS方法,详细推导了基于隔振器阻抗参数的浮筏隔振系统FBS模型,在此基础上,建立了基于逆FBS法的隔振器参数识别方法;然后应用奇异值分解技术(Singular Value Decomposition,SVD),针对FBS方法中频响函数混入噪声和矩阵求逆引起的误差问题,提出了相应的解决方法;基于集中参数模型验证了上述方法的有效性;最后,搭建了实际的浮筏隔振系统模型,验证了所提出方法在工程上的有效性和可靠性。 论文研究主要内容有: (1)系统推导了基于频响函数子结构综合法的基本理论,并针对现有方法中忽略隔振器质量的缺陷,提出了改进的基于频响函数子结构综合法计算公式,利用阻抗矩阵精确模拟隔振器动态特性,在此基础上,结合浮筏隔振系统的实际,给出了适用于浮筏隔振系统的基于频响函数子结构综合法公式。利用理想的集中参数模型,验证了所提出改进方法的有效性,同时证明相对于原方法,改进后的计算方法在中高频段具有更高的计算精度,更适用于浮筏隔振系统动态特性仿真计算。 (2)在基于频响函数子结构综合法的基础上,分别建立了基于弹簧阻尼模型和阻抗模型的隔振器参数识别方法,并利用理想的集中参数模型,验证了所提出方法的有效性,并探讨了两个方法各自的优势和缺点,指出了其应用领域。 (3)针对FBS相关理论公式中的频响函数噪声以及矩阵求逆引起的计算误差问题,提出了基于奇异值分解的频响函数去噪及矩阵求逆流程及方法;通过简化数值算例,验证了SVD方法降低FBS理论计算误差的有效性,并讨论了相关参数对降噪效果的影响规律。 (4)建立了浮筏隔振系统中设备激励力的工程估算方法,通过模型试验,验证了估算方法的精度;在此基础上,建立了基于改进后FBS理论的浮筏隔振系统计算模型,以一个实际浮筏隔振系统为实例,通过测试结果与理论计算结果的对比,验证了所提出理论方法在工程应用上的有效性。 (5)最后对全文的主要研究工作和创新点进行了总结,并提出了本领域中有待进一步深入研究的几个方面。