【摘 要】
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本文应用耦合有限元法/间接边界元法求解浸水结构的振动特性与声辐射特性,对浸水结构振动噪声预报有重要的意义,并对浸水结构的减振降噪具有很好的指导意义。本文利用有限元方
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本文应用耦合有限元法/间接边界元法求解浸水结构的振动特性与声辐射特性,对浸水结构振动噪声预报有重要的意义,并对浸水结构的减振降噪具有很好的指导意义。本文利用有限元方法对结构进行数值仿真,基于Mindlin板理论推导了三角形板单元的刚度阵和质量阵,应用子空间迭代法求解广义特征值问题,针对刚度阵奇异或者病态的问题,采用移轴法进行处理,并对自由矩形板进行了模态分析。利用间接边界元法求解无限域中声辐射问题,推导了间接边界元三角形单元,针对数值积分中奇异性问题,采用一种新的方法来进行处理,并介绍了开口结构声辐射问题的求解方法,利用FORTRAN语言编制了相关的计算机程序,典型的脉动球算例表明了该方法的可靠性。根据流体介质的不同,可以将耦合问题分为弱耦合问题和强耦合问题,对于弱耦合问题可以忽略两者的耦合作用,分别建立结构方程和流体方程,两者进行独立求解,对于空气中的四边简支板,同时考虑简支板的材料、厚度以及激励力位置对其声辐射特性的影响,数值结果验证了该方法的可行性,并表明避免共振是降低结构声辐射的有效方法之一;而对于强耦合问题必须考虑耦合作用,在求解过程中需建立耦合的结构方程和流体方程,两者进行联立求解,耦合的有限元/间接边界元法是求解此类问题的一种有效方法。对于水下结构的振动特性,在低频段可以只考虑流体附加质量的作用,利用间接边界元法求解出结构的附加质量阵,同时附加质量的计算频率对结构振动特性影响不大,水下自由板的模态识别实验表明了此种处理方法的可靠性;算例结果表明,流体的可压缩性对结构的振动特性影响甚微,计算水下结构的振动特性时将流体视为不可压流体是合理的。
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