[發(fā)明專利]典型淺海水聲環(huán)境中的船舶三維聲彈性模型的驗證方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810471034.7
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN108920745B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄒明松;劉樹曉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶科學(xué)研究中心（中國船舶重工集團公司第七0二研究所）
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/15
• 代理公司: 無錫華源專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本發(fā)明公開了一種典型淺海水聲環(huán)境中的船舶三維聲彈性模型的驗證方法，屬于測試技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括根據(jù)船舶三維聲彈性計算方法設(shè)計典型水下航行器結(jié)構(gòu)模型；制作典型水下航行器結(jié)構(gòu)模型對應(yīng)的實物，對實物進行干模態(tài)測試，得到實物的干模態(tài)測試結(jié)果；選取試驗海域和試驗時間；在試驗海域和試驗時間，對典型水下航行器結(jié)構(gòu)模型對應(yīng)的實物進行激振試驗，獲取實物在振動時與實物相距不同距離的位置處的聲壓信號；解決了船舶三維聲彈性計算方法構(gòu)建出的數(shù)值模型，缺乏相對應(yīng)的試驗驗證方法的問題；達(dá)到了為采用船舶三維聲彈性計算方法構(gòu)建出的數(shù)值模型提供整體性的試驗方案，有效地驗證船舶三維聲彈性計算方法計算出的模型的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實施例涉及測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種典型淺海水聲環(huán)境中的船舶三維聲彈性模型的驗證方法。

背景技術(shù)

船舶流固耦合振動與水中聲輻射及聲波在海洋環(huán)境中的傳播與探測，是兩個學(xué)科方向，一個偏重于流固耦合動力學(xué)研究領(lǐng)域，另一個偏重于水聲學(xué)研究領(lǐng)域。船舶三維聲彈性理論的重要應(yīng)用方向是船舶輻射噪聲的研究、分析以及設(shè)計控制。

船舶水下輻射噪聲性能不僅與船體本身和水介質(zhì)的耦合振動有關(guān)，還與船舶所處的海洋聲學(xué)環(huán)境密切相關(guān)。一方面，當(dāng)船舶所處的海洋聲學(xué)環(huán)境不同時，船舶的輻射噪聲的船舶貴了會不同；另一方面，當(dāng)海面、海底等聲學(xué)邊界環(huán)境與船體距離較近時，會影響到船體振動聲輻射的頻率和大小。因此，需要將船體振動、聲輻射與聲傳播作為一個耦合的整體來統(tǒng)籌考慮。當(dāng)前發(fā)展的船舶三維聲彈性理論可以實現(xiàn)海洋水聲信道環(huán)境中流固耦合振動、聲輻射與聲傳播的統(tǒng)一分析。

模型試驗是驗證計算技術(shù)正確性和實用性的重要途徑，針對最新發(fā)展的典型淺海水聲信道環(huán)境中的船舶三維聲彈性計算技術(shù)，還需要相應(yīng)的驗證方法來支撐理論與計算技術(shù)的發(fā)展及推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實施例提供了一種典型淺海水聲環(huán)境中的船舶三維聲彈性模型的驗證方法。該技術(shù)方案如下：

第一方面，提供了一種典型淺海水聲環(huán)境中的船舶三維聲彈性模型的驗證方法，該方法包括：

根據(jù)船舶三維聲彈性計算方法設(shè)計典型水下航行器結(jié)構(gòu)模型；

制作典型水下航行器結(jié)構(gòu)模型對應(yīng)的實物，對典型水下航行器結(jié)構(gòu)模型對應(yīng)的實物進行干模態(tài)測試，得到典型水下航行器結(jié)構(gòu)模型對應(yīng)的實物的干模態(tài)測試結(jié)果，干模態(tài)測試結(jié)果包括干模態(tài)固有頻率和干模態(tài)固有頻率對應(yīng)的振型；

選取試驗海域和試驗時間；試驗海域為具有典型的淺海水聲信道環(huán)境的特點的海域，試驗時間為海洋背景噪聲、海況和海水聲速剖面均符合試驗要求的時間；

在試驗海域和試驗時間，對典型水下航行器結(jié)構(gòu)模型對應(yīng)的實物進行激振試驗，獲取典型水下航行器結(jié)構(gòu)模型對應(yīng)的實物在振動時，與實物相距不同距離的位置處的聲壓信號。

可選的，當(dāng)?shù)湫退潞叫衅鹘Y(jié)構(gòu)模型為環(huán)向加筋圓柱殼模型時，對典型水下航行器結(jié)構(gòu)模型對應(yīng)的實物進行干模態(tài)試驗，包括：

在環(huán)向加筋圓柱殼模型對應(yīng)的實物的橫剖面位置的半邊圓周上均勻設(shè)置至少8個加速度傳感器；

在半邊圓周的起始位置安裝電磁激振機；

將環(huán)向加筋圓柱殼模型對應(yīng)的實物懸吊；

控制電磁激振機產(chǎn)生滿足預(yù)定條件的激振力，獲取橫剖面發(fā)生典型變形的干模態(tài)固有頻率和干模態(tài)固有頻率對應(yīng)的振型。

可選的，當(dāng)?shù)湫退潞叫衅鹘Y(jié)構(gòu)模型為環(huán)向加筋圓柱殼模型時，根據(jù)船舶三維聲彈性計算方法設(shè)計典型水下航行器結(jié)構(gòu)模型，包括：

確定環(huán)向加筋圓柱殼模型的初始結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)構(gòu)參數(shù)包括圓柱殼的長度、圓柱殼的直徑、圓柱殼的殼板厚度、環(huán)向加強筋的間距、環(huán)向加強筋的高度、環(huán)向加強筋的厚度；