统计能量法国内外研究现状和发展趋势(2)_毕业论文

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统计能量法国内外研究现状和发展趋势(2)

到70年代中期之后,伴随着航天技术逐渐走进商业领域,航天系统在社会中的作用越来越明显,天上卫星的数量不断增加,人们就需要更加精确的声振环境,这样商业卫星的成本可以得到很大的降低。所以国内外对统计能量法的研究越来越频繁这样相应的计算机软件也层出不穷。

统计能量分析在80年代之后得到了很大的发展和应用,美国的Cambrige Callaberative 公司在之前的研究结果基础上研制出了SEAM软件,McDonnel Douglas公司也因此发明了Cosmic SEA软件。

西北工业大学的盛美萍等人通过使用统计能量分析的方法对双型水下航行器的壳体的振动噪声响应进行了研究,之后对该结构的振动噪声控制方面进行的分析和评价。江苏科技大学的童宗鹏等人利用统计能量法分析,通过理论再结合实验确定了水下航行器结构的统计能量分析模型基本参数,之后他们又研究分析了在一些宽频带的范畴里水下航行器结构的声振规律。由于模型在低频带的模态密度比较小,因此统计能量分析不适合应用在低频带的水下机械结构。

1 解析预报

解析预报基于结构振动和声辐射的古典理论,将周围流体理想化,假设他们之间只有附加的互耦合阻抗的作用,然后建立预报模型并对其应力以及应变的变化进行分析,以此可以得到模型运动的微分方程,这样就可以确定方程的边界和初始条件了,之后壳体的振动响应的振动状态量(比如表面平均振速、位移等)可以算出,壳体的声压级必须在表面边界条件的要求下,这样就可以求出壳体的辐射声功率、辐射效率等声学量。 

加筋板壳结构是舰船上主要的结构形式,1962年Maidanik G[3]在分析了周期分布的刚性线支承无线大平板之后,得到结论:这类平板在临界频率以下的时候,其声辐射的效率会提高非常多,Mace等[4]则研究了无线大的且有相同加强筋的薄板的声振规律,Beny等[5]通过使用瑞利-李兹法(Rayleigh-Ritz method)研究了加载了流体的无线障板中的加筋板的声振规律。Maidanik  G等[6]通过按板利用Rayleigh积分对加筋板进行计算分析,但这种方法存在缺陷,它只考虑了加强筋的振动效应却忽略了声源和声障效应。 

中国的吴文伟,冷文浩等人[7]通过研究计算得出了等间距的加强筋板的辐射声压级的公式。汤渭霖[8]在模态展开法的基础上对水中长度是有限值的环肋圆柱壳的声振规律进行了研究,最后求得了振动和声辐射的近似值和它的析解。陈美霞等人[9][10]也在模态分析方法的基础上对长度有限的双层加肋圆柱壳的低阶状态下的模态的声辐射特性以及其在正常状态下的声辐射特性,最后得到了在低频时低阶模态对双层加肋圆柱壳体的声辐射性能起非常重要的作用,这给减振降噪的研究提供了理论依据。 

JUNGER[11]研究了无限长圆柱表面的辐射声压;之后 STEPAN-ISHEN[12]研究了两端连有无限长刚性圆柱障板的有限长圆柱壳在流体中的辐射声压和振动响应;LAULAGNET, GUYADER[13]研究了有限长圆柱壳在轻流体和重流体中的声辐射问题;张敬东[14]用有限元加边界元———修正的模态分解法预报了水下任意形状旋转壳体在近场声激励下振动和声辐射的数值 ;商德江 、何祚镛[ 15]利用有限元软件 Ansys和边界元软件 Sysnoise对双层加肋圆柱壳的水下受激振动与声辐射做了数值分析研究;陈美霞, 骆东平等[16-18]研究了敷设阻尼材料以及壳间连接形式对圆柱壳体的声辐射性能的影响。

目前,研究声振环境的预示主要有三个方法:一、相似结构外推法;二、传统模态方法);三、统计能量分析(SEA)方法。 (责任编辑:qin)