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潜艇指挥台围壳模型流激振动噪声特性研究

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第1章绪论

1.1论文背景

1.2国内外研究现状

1.2.1湍流的数值模拟

1.2.2湍流脉动压力实验研究

1.2.3弹性结构在水下的振动与声辐射的研究

1.3研究方法与内容

1.3.1研究方法

1.3.2研究内容

第2章数值模拟湍流原理

2.1湍流的形成过程

2.1.1平板边界层转捩的物理过程

2.1.2平板边界层实验结果

2.2控制方程的建立

2.2.1湍流的基本方程

2.2.2湍流模型的建立

2.2.3控制方程的离散

2.3本章小结

第3章指挥台围壳外部流场数值模拟

3.1指挥台围壳外部二维流场计算

3.1.1无攻角情况围壳外部二维流场计算

3.1.2有攻角情况围壳外部二维流场计算

3.2指挥台围壳外部三维流场的计算

3.2.1无攻角情况指挥台围壳外部三维流场的计算

3.2.2有攻角情况指挥台围壳外部三维流场的计算

3.3本章小结

第4章有限元及边界元基本理论

4.1有限元方法计算结构振动特性的基本理论

4.2边界元方法的基本理论

4.2.1边界元法计算声场的基本原理

4.2.2间接边界元的基本方程

4.3 SYSNOISE的耦合处理方法

4.4本章小结

第5章围壳结构水下振动与声辐射特性计算

5.1水下结构振动与声辐射特性的计算模型

5.2网格收敛性分析

5.3围壳结构模态计算

5.4围壳结构声辐射特性计算

5.4.1围壳外部存在水介质声辐射特性计算

5.4.2围壳内外均存在水介质声辐射特性计算

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

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摘要

本文围绕指挥台围壳模型流激振动的问题,针对带有导流罩的指挥台围壳模型,进行了指挥台围壳外部流场特性的计算,并对指挥台围壳的振动和声辐射特性进行了研究。 首先,应用FEM软件ANSYS的CFD模块,采用标准κ—ε两方程模型求解指挥台围壳模型外部定常粘性流场。对转捩和湍流进行模拟,得到指挥台围壳外部流场时均物理量的空间分布特点。讨论了存在攻角时,流场时均物理量空间分布特性及转捩点位置的变化。其次,应用BEM软件SYSNOISE软件,分别采用有限元结构模型、直接边界元节点耦合模型以及有限元结构与间接边界元的耦合模型,计算指挥台围壳三种不同情况的模态,分析水介质对结构振动特性的影响。最后,应用上述模型,计算了指挥台围壳基于转捩点位置的激励力作用下围壳辐射声功率。对比不同激励位置的辐射声功率,得到指挥台围壳在不同激励位置下的振动与声辐射特性。 本文计算了指挥台围壳模型外部流场和结构振动声辐射特性,其结果对潜艇指挥台围壳噪声控制有一定的借鉴意义。

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