学术前沿 | 浸没在自由海面附近圆柱壳的声振响应

COMSOL 多物理场仿真技术 · 公众号 · · 2024-05-29 21:49

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建立了在距离自由表面有限距离处淹没在重流体中的无限长结构受激圆柱壳的振动声模型。推导了壳体位移、壳体内腔内声压和壳体外域各场位声压的解析表达式。利用图像法和格拉夫加法定理推导了外声压的计算公式。比较了圆柱壳在距离自由表面有限距离处和在无界流体域中的结构和声学响应。研究了壳体周向模态、腔内共振和自由表面接近度对壳体声响应的影响。描述了影响流体边界附近水下船体低频振动声响应的新机制。

提出了距离自由海面有限距离的无限圆柱壳的理论模型。弹性壳与内外声流体完全耦合。推导出了自由海面附近壳体位移、内声压和外声压的解析表达式。与以往利用固定相法推导远场压力的工作不同，目前的模型预测了圆柱壳体近场和远场的声压。结果揭示了深度对水下船体流体-结构相互作用的影响。研究了自由海面和个别壳周模对壳的结构和声学响应的综合影响。壳的振动声响应主要受最低阶壳周模的影响，并受接近自由表面的反射效应的影响。浸入深度的变化对外部压力的振幅也有很大的影响。

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