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本文对圆柱壳以及非圆截面柱壳的国内外研究状况进行了概述,首先综述了真空中、流场中圆柱壳的声振特性及稳定性,接着详细概述了截止到目前真空中、流场中非圆截面柱壳的声振特性以及稳定性的相关研究。以Flügge壳体理论为基础,采用波传播的思想将椭圆柱壳位移以双Fourier级数的形式展开,椭圆周向曲率半径表示为无量纲化周向弧长坐标的函数,通过级数变换,将变系数的偏微分方程组转换为关于周向模态阶数相互耦合的有限阶常系数线性方程组。考虑流场对椭圆柱壳声振特性的影响,将圆柱坐标系下的Helmholtz方程中角度坐标变为无量纲化的周向弧长坐标描述声介质的波动,建立了椭圆柱壳-流场耦合系统的自由振动和受迫振动理论模型。针对承受静水压力的椭圆柱壳-流场耦合系统,将静水压力所产生的预应力引入到耦合系统的振动方程中,建立了静压作用下椭圆柱壳-流场耦合系统的声振理论模型。 本文以真空中椭圆柱壳为研究对象,通过求解耦合振动方程,得到真空中椭圆柱壳的固有频率及受迫振动响应,并对影响壳体振动特性的壳体长度、厚度和椭圆度等参数进行了详细的分析,得到了这些参数和振动响应之间的关系。结构与流体相互耦合,形成声-固耦合振动系统,针对浸没在流场中椭圆柱壳-流场耦合系统,基于所建立的椭圆柱壳-流场耦合系统声振理论模型,对流场中椭圆柱壳的自由振动、输入功率流及声辐射特性进行了系统的研究,并详细分析了壳体主要参数对其声振特性的影响。实际工程中,水下结构都会受到静水压力的影响。针对静水压力下的椭圆柱壳-流场耦合系统,系统研究了静压下椭圆柱壳自由振动、输入功率流及声辐射特性,并分析了壳体参数以及静压对椭圆柱壳声振特性的影响。同时,对于外部承受静压的椭圆柱壳稳定性问题,提出了基于内压下椭圆柱壳固有频率与静水压力的关系来预报其弹性失稳临界压力的新方法。同时对真空中、流场中及静压下单层偏心柱壳的声振特性也进行了系统研究。根据偏心柱壳截面几何特性,将偏心柱壳转化为周向变厚度圆柱壳。基于波传播的思想,将壳体位移以双Fourier级数形式展开,周向厚度表示为关于周向弧度的三角函数形式,通过级数变换,建立偏心柱壳的声振理论模型。系统研究了真空中、流场中及静压下偏心柱壳的自由振动、输入功率流及声辐射特性,并讨论了相关参数对偏心柱壳声振特性的影响。同时,也提出了基于内压下偏心柱壳固有频率特性来预报其弹性失稳临界压力的方法。建立了两种非圆截面柱壳:椭圆柱壳和偏心柱壳与流场耦合系统的声振分析理论模型,给出了声振特性的计算方法,并对这两种非圆截面柱壳的声振特性进行了系统的分析,为实际工程中开展类似结构的减振降噪工作提供了重要的理论依据,同时也为后续的相关研究奠定了基础。同时,提出的基于内压预报壳体弹性失稳临界载荷的方法,为椭圆及偏心柱壳弹性失稳压力的无损预报提供新的方法,且易于工程实用。