開題報告-基于有限元法的橡膠周期結(jié)構(gòu)聲特性研究-展示頁
2025-01-27 22:06本頁面
【正文】 深入分析了水聲吸聲材料內(nèi)部空腔的共振特性，并討論了水聲吸聲材料在潛艇單層和雙層殼體背襯條件下的消聲和隔聲性能。同時，利用有限元法分析了空腔在共振頻率處的位移場，初步分析了水聲吸聲材料內(nèi)空腔的共振吸聲機(jī)理。該方法采用有限元法直接對水聲吸聲材料進(jìn)行建模分析，由于有限元數(shù)目較大，因而存在計算量大、計算時間長的缺點(diǎn)。國際上使用有限元方法對結(jié)構(gòu)吸聲材料的聲學(xué)特性的分析始于 80 年代。有限元方法是隨著計算機(jī)技術(shù)和計算聲學(xué)的發(fā)展而興起的。對于較復(fù)雜的聲學(xué)結(jié)構(gòu)，如阻抗?jié)u變空腔等，常采用近似方法或數(shù)值方法?！疽姿肌?由于水聲吸聲材料屬于一類典型的非均勻復(fù)合介質(zhì)，其內(nèi)部聲波的傳播過程比較復(fù)雜，目前能夠解析處理的介質(zhì)僅限于多層均勻結(jié)構(gòu)，分析方法為傳遞矩陣法。何世平、湯渭霖等以柱面波本征展開為基礎(chǔ)，發(fā)展了二維近似理論，分析了水聲吸聲材料內(nèi)部短圓柱空腔散射形成的軸對稱波，結(jié)果表明，低階諧波為徑向膨脹波，低階諧波共振對低頻聲吸收起主要作用。Gaunaurd進(jìn)一步研究表明，圓柱空腔在聲波激勵下產(chǎn)生的這兩種共振中，哪一個起主要作用則取決于水聲吸聲材料相對于圓柱空腔端面覆蓋薄層的剛度比。70 年代末期，Gaunaurd采用線性粘彈性KelvinVoigt模型，在短圓柱空腔的高度遠(yuǎn)小于直徑的條件下，研究表明空腔呈徑向共振，在空腔壁產(chǎn)生耗散效率較高的橫波，因而材料吸聲性能顯著增強(qiáng)。二．研究現(xiàn)狀：早期的水聲吸聲材料內(nèi)部設(shè)計有短圓柱空腔，所以短圓柱空腔的吸聲機(jī)理研究較早。自從 Alberich 型吸聲覆蓋層被德國應(yīng)用以來，吸聲覆蓋層的吸聲機(jī)理、仿真預(yù)報、性能優(yōu)化等一系列相關(guān)問題一直是研究的熱點(diǎn)。吸聲覆蓋層是指敷設(shè)在潛艇表面具有吸聲作用的一種功能性材料和結(jié)構(gòu)。降低潛艇目標(biāo)反射強(qiáng)度、抑制敵主動聲納探測的最有效的方法就是在潛艇表面敷設(shè)消聲瓦。近年來，潛艇噪聲輻射控制技術(shù)水平的提高，特別是安靜型、超安靜型潛艇的出現(xiàn)，使得被動聲納的探測效率急劇下降[何世平．粘彈性圓柱管中波的傳播研究及吸聲覆蓋層聲學(xué)特性分析[博士學(xué)位論文]．上海：上海交通大學(xué)，2004]。由于聲波（尤其低頻聲波）是水下長距離傳播的唯一信號形式，因此，聲隱身是潛艇隱身性能的決定因素。本科
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