弹性矩形声障板水下声散射特性研究

来源 :中国科学院声学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qimao1986
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本文利用有限元加边界元法(FE+BEM)数值计算分析了加肋和无肋空腔障板水下结构声特性。障板的结构为一密闭的矩形腔,材料为不锈钢板,前后主面板厚度为3mm。障板腔体内部焊接纵、横向加强肋骨。障板尺寸为:宽990mm、高600mm,空腔厚20mm。本文利用商用软件SYSNOISEV5.5和ANSYSV7.1计算分析了:(1)加肋和无肋弹性矩形障板在真空中和水下本征模态;(2)障板在点声源近场声散射;(3)障板在远场平面波场的声散射。计算过程中考虑了以下两种情况:(1)障板加肋和不加肋;(2)弹性边界和绝软边界。   基本结论是:(1)加肋矩形障板的各阶的模态频率明显大于无肋障板。这主要是由于加肋障板沿厚度方向的弯曲刚度远远大于无肋障板所致。(2)对于点声源近场障板的插入损失随点源与障板的距离而不同。总的规律是距离越近插入损失越大,(对于弹性障板的本征频率点除外)。对于本文所研究的各种障板,当点声源距离障板40cm至少有10dB以上的插入损失。(3)对于平面波声场中障板的散射的基本规律是:(a)障板上的水听器(距障板18cm)有较明显的接收方向性,随频率的升高更加明显;(b)总声场随距离由近到远的变化规律是:振荡衰减,在远场趋于平面波;(c)散射场随距离由近到远的变化规律是:散射场在近场(小于10米)比球面波衰减的略慢,在远场按球面波规律衰减。(4)弹性障板和真空腔障板在点声源场和在平面波场中的声散射特性的定性规律是一致的,但具体的分布有较大的差别。因此,如果只是想定性的研究声散射特性,可以将弹性障板看作是真空腔,这样可以大大提高计算速度。(5)本文给出了99年新安江实验中三种障板上水听器接收声压幅值频率响应,其处理结果很接近。这说明障板钢板的厚度对障板声散射影响不大。  
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