流固耦合對(duì)水下結(jié)構(gòu)聲輻射影響研究.pdf

1、哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文流固耦合對(duì)水下結(jié)構(gòu)聲輻射影響研究姓名：趙偉申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專(zhuān)業(yè)：水聲工程指導(dǎo)教師：張林2012-03-18A B S T R A C TM o s t s t u d i e so f f l u i d - s t r u c t u r ei n t e r a c t i o np r o b l e m sf o c u s o nt h ef i e l do f a i r b o r n ea

2、n de l a s t i c ，r a r e l yr e l e v a n t t ou n d e r w a t e rs t r u c t u r ea n dw a t e r c o u p l i n g p r o b l e m s ．F l u i d ．s t r u c t u r ei n t e r a c t i o nC a nc a u s eg r e a td y n a m i ci n

3、 s t a b i l i t y o f t h es t r u c t u r ei nf l o w i n gw a t e r ，a n dt h es t r u c t u r e d y n a m i c r e s p o n s e w i l l g r e a t l y c h a n g e d ．C o n s e q u e n t l y ，t h e f l u i d 。s t r u c t

4、 u r ei n t e r a c t i o n h a sa g r e a ti m p a c t o nt h er a d i a t i o nn o i s eo f t h eu n d e r w a t e r s t r u c t u r e ．T h e r e f o r e ．t h es t u d yo f f l u i d - s t r u c t u r ei n t e r a c t

5、i o na b o u tu n d e r w a t e rs t r u c t u r eh a sg r e a ts i g n i f i c a n c ei ng r a s p t h ec o u p l i n g o f v i b r a t i o na n d t h em e c h a n i s m o f r a d i a t i o nn o i s eT h i sp a p e r t

6、a k e ss c a l em o d e lf o rt h es t u d yo f t h es a i lo f t h es u b m a r i n e ．F i r s t l y ，u s i n gt h e c o m p u t a t i o n a l f l u i d d y n a m i c s s o f t w a r e t o s i m u l a t e t h e f l o w

7、c h a r a c t e r i s t i c s o ft w o - d i m e n s i o n a la n di n v e s t i g a t et h em e a n p r e s s u r eo f t h es u r f a c ea n dt h ef l o wf i e l da r o u n dt h em o d e l ．S e c o n d l y ，s t u d y e

8、f f e c t so f t h et h i c k n e s s ，s t i f f e n e da n df l u i d 。s t r u c t u r ei n t e r a c t i o no nt h em o d e lr e s p e c t i v e l y ，t h e nc a l c u l a t et h ea c o u s t i cr a d i a t i o np o w e

9、 r o f t h em o d e lu n d e rt h ep o i n tf o r c e si nd i f f e r e n tm o d e l t h i c k n e s s ，t h el o c a t i o no f t h ef o r c e s ，s t i f f e n e d ．a(chǎn) sw e l la sf l u i d ．s t r u c t u r ei n t e r a c

10、t i o n ．F l o w n o i s eg e n e r a t e db yt h ew a t e r f l o w i n gt h r o u g hu n d e r w a t e r v e h i c l e ，i n s p i r i n ga n dr a d i a t i n gf r o m t h es u r f a c ef l u c t u a t i o np r e s s u

11、r ea n d t h e d i s t u r b a n c ei nt h et u r b u l e n tb o u n d a r yl a y e r ．T h e r e f o r e ，e x t r a c t st h es u r f a c ef l u c t u a t i o np r e s s u r eo f t h em o d e la n dt u r b u l e n c e n

12、o i s es o u r c eb yA C T R A N ，a n d c a l c u l a t et h et u r b u l e n c en o i s ea sw e l la st h er a d i a t i o nn o i s eo f t h em o d e l ．T h i s a p p r o a c hm a k e U S C a n s t u d y t h e r a d i a

13、 t i o n a c o u s t i c p o w e ro f m o d e l i nn o n —h a r m o n i c f o r c e ．F i n a l l y ，u s e t h e r e v e r b e r a t i o n c h a m b e rm e t h o dt o a c c o m p l i s h t h em e a s u r e m e n t o f t h

14、 er a d i a t e da c o u s t i cp o w e r o f t h es h e l lm o d e li nb l o w n ．d o w n w a t e r t u n n e l ．T h e f o l l o w i n g c o n c l u s i o n s C a nb e o b t a i n e d t h r o u g h s i m u l a t i o n a

15、 n d e x p e r i m e n t a lm e a s u r e m e n t s ：t h e f l u i d - s t r u c t u r e c o u p l i n gb e t w e e nt h e w a t e ra n dt h em o d e lm a k et h em o d e l ’Sn a t u r em o d a lf r e q u e n c y o f f s

16、 e tt ol o w - f r e q u e n c y ．T h i s o f f s e ts t r e n g t h e n s t h em o d e l ’Sv i b r a t i o n i nt h el o wf r e q u e n c y ，t h u si n c r e a s i n g t h er a d i a t i o nn o i s ei nt h ec o r r e s

17、p o n d i n gf r e q u e n c y r a n g e ．T h e r a d i a t e d a c o u s t i c p o w e r d e c r e a s e dw i t h t h e m o d e l ’S t h i c k n e s si n c r e a s i n g ．T h e r ea r ea b o u t 5 - 1 0 d B d e c r e e

18、sw h e n t h em o d e l ’St h i c k n e s s i n c r e a s e df r o m1 t o2m i l l i m e t e ra t t h ef r e q u e n c yo f2 k H z ．8 k H z ．W i t hf l o wv e l o c i t yi n c r e a s e dt h e r a d i a t e da c o u s t i

19、 cp o w e ri n c r e a s e d ．W h e nf l o w v e l o c i t y i n c r e a s e d f r o m 6t o 9 m ／s ，t h e r a d i a t e da c o u s t i c p o w e rh a v e a 10 - 1 3 d B 。i n c r e a s e ，w i t hag r e a t f l u c t u a t