水深与腔型对隔声去耦瓦吸声系数的影响

针对水下非均匀阻尼板与多层介质组成的吸声结构进行了研究.基于非均匀波导理论,导出了含空腔隔声去耦瓦的传递矩阵及多层结构表面吸声系数.采用Ansys软件计算了去耦瓦空腔结构在不同静水压力作用下的变形情况,最终得到了含空腔结构隔声去耦瓦的吸声系数随静水压力及腔体形状的变化特性.结果表明,隔声去耦瓦的吸声性能与空腔大小密切相关,是影响其声学特性的主要因素之一;随着水深的增加,隔声去耦瓦的低频吸声性能降低,在实际应用中,不可忽略静水压力对瓦体的影响.

背衬对隔声去耦瓦吸声性能的影响

基于传递矩阵法,建立了不同背衬情况下的水下隔声去耦吸声覆盖层模型,讨论了软背衬、硬背衬、单层壳体背衬和双层壳体背衬条件下隔声去耦瓦的吸声性能。结果表明:双层壳体背衬条件下吸声系数曲线存在明显的调制现象,且壳间水层增厚,吸声峰值向低频移动,峰增多、变密,峰值有所减小,而外层壳板厚度变化对吸声系数影响不大;单层壳背衬条件下,钢板的厚度越大,第一吸声峰值向低频移动,且峰值变小;当钢板的厚度达到一定的厚度时,其吸声系数曲线逐渐与刚性背衬下隔声去耦瓦的吸声曲线接近。

基于统计能量法的隔声瓦减振性能仿真研究

在水下结构表面敷设隔声去耦材料是应用最广泛也是非常有效的一种提高舰船隐身性能的方法。基于统计能量法开展了隔声瓦对复杂锥柱结构水下振动的影响研究,讨论了隔声瓦敷设方式对复杂锥柱结构水下振动的影响,分析了阻尼损失系数对隔声瓦减振效果的影响。研究表明,隔声瓦敷设方式、阻尼损失系数对隔声瓦减振效果有较大影响:当隔声瓦敷设在结构振动主导传递途径上时,其对传递途径下游结构的振动抑制效果较为明显,而对于振源及传递途径上游结构振动的影响较小;隔声瓦减振效果随敷设密度的增大而增加,随阻尼损失系数的增大而有所降低。

隔声去耦瓦声学性能有限元及实验研究

从微观和宏观两个方面对隔声去耦瓦的声学性能进行了研究。首先基于有限元法,当声波斜入射时,对空腔周期分布的隔声去耦瓦敷设在钢板上及位于水中的声学性能进行了数值计算;然后通过模型实验手段,以一个大尺度双层圆柱结构为实验模型研究了隔声去耦瓦对双层圆柱壳水下声辐射的影响,实验设计了全部敷设、部分敷设、不敷设等工况。结果表明:钢板背衬时,含圆柱型空腔的隔声去耦瓦随着入射角度的增大,共振频率保持不变,在中高频段,隔声去耦瓦对垂直入射的声波吸收性能最佳;当隔声去耦瓦为水背衬时,随着入射角变大,含圆柱腔隔声去耦瓦声反射增强,透射减弱;对于单点机械激振,隔声去耦瓦能有效抑制双层圆柱壳中高频段的振动及声辐射,且内外壳全敷设隔声去耦瓦后对抑制壳体的声辐射最为有效;而对于声源激励,隔声去耦瓦在整个频段上都有较明显的降低辐射噪声的作用。

隔声去耦瓦抗冲击性能数值研究

在水下结构表面敷设隔声去耦材料是应用最广泛也是非常有效的一种提高水下航行器隐身性能的方法。但由于隔声去耦瓦含有空腔的特殊结构形式,该空腔结构形式在受到爆炸冲击波时,腔体将产生变形并吸收能量,这必然会对水下航行器的抗冲击性能产生影响。基于有限元法,通过改变敷设在结构表面的隔声去耦瓦性能参数(包括空腔结构形式、空腔尺寸及材料厚度等),采用ABAQUS大型非线性动力学分析软件,对隔声去耦瓦空腔结构变形与冲击波能量吸收之间的关系进行了研究,得到了隔声去耦覆盖层空腔结构变形、速度及加速度与冲击波能量吸收之间的关系,并在此基础上,给出兼具抗冲和隔振功能的声学覆盖层结构设计建议。结果表明在声学覆盖层满足结构减振降噪要求情况下,建议尽量减小声学覆盖层的腔体形状。

部分敷设隔声去耦瓦的双层壳声学特性研究

通过物理实验研究双层圆柱壳部分敷设隔声去耦瓦时结构的声学性能,基于有限元法和边界元法,讨论部分敷设隔声去耦瓦以及敷设部位对结构声辐射性能的影响,结果表明:部分敷设对结构整体降噪效果并不明显,如果要减小结构的辐射,在条件允许的情况下应尽量选择全部敷设;不同的敷设部位"阻隔"声辐射的效果是比较明显的,但对振动的影响没有明显规律,结构的振动响应与隔声去耦瓦和结构形式的关系都比较密切,而并不是仅与隔声去耦瓦的敷设部位有关。