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1、船体进出口水下传递特性的仿真计算 沙丹青刘克 ( 中国科学院声学研究所，北京1 0 0 0 8 0 ) N u m e r i c a lC a l c u l a t i o no fS o u n dP r o p a g a t i o no fT h e E n t r a n c e sa n dE x i t si nS h i pU n d e r w a t e r S h aD a n q i n gL i uK e ( I n s t i t u t eo J l A c o u s t i c s C h i n e s e A c a d e m y o J l S c
2、 i e n c e ，B e i j i n g ，1 0 0 0 8 0 ) 1 引言： 船舶水卜辐射声场分析，对丁优化船舶结构声学设计、改善船舶性能具有重要指导意义。由丁I 声学计 算的复杂性，目前国内船舶没计领域还无法对全船模型进行声学计算分析。本文介纠了引进的国外振动卢 学计算软件S Y S N O I S E 利A N S Y S 对船舶某系统进出口的声学数值计算问题所进行的探索一作。 A N S Y S 是集结构、热、流体、电磁、声学丁一体的人型通用有限元分析软件。S Y S N O I S E 是有关声学雨I 振 动的专州软件，它运川有限元( F E M ) 雨I 边界元( B
3、 E M ) 技术计算各种声学结构的振动问题，其优点是对声场的 后置处理功能很强，但是没有网格生成前处理功能，网格要借助其它有限元前处理软件( 女H A N S Y S ) 米生成 本文为了模拟真实情况，建立了巨型船壳体的近似模型：根据船体内某系统的进出口在船体的何置， 利用边界元方法，进行了嵌在船壳上的进出口的卢学传递特性利卢场辐射问题的人型计算，并将不同形状 的进出口模型进行比较。结果证明，船体的存在和进出口形状的不同对传递特性影响很人。 2计算流程：7 ， 根据系统结构特点及求解目的，选择适川的计算方法间接边界元，并选择商刖软件S Y S N O I S E7 5 5 和A N S Y
4、SV 8 0 作为F E M 、B E M 数值计算软件，在A N S Y S 中建立有限元模型并划分网格斤导入S Y S N O I S E 计算。 2 1 进口管 1 ) 建立模型： 冈为进口管是嵌在船的壳体上的，为了更好的模拟真实情况，建立一个和实际船体人小相仿的圆柑! 壳 以模拟船体外壳，如图1 所示，圆柱壳长i 0 0 m ，直径1 1m 。按照进口管在船体的实际安装位置在圆柱壳 上建立进口管模型。幽2 分别是3 个进口管的模型及各臼在船体的嵌入图。每个进口管模型的9 0 度弯管 、卜径1 2 。，上端各自接一高0 8 ”：的不同形状的管体。 2 ) 计算条件： 单元类型： s h
5、e l l6 3 ：网格长：进口管段0 3 小，外壳1 肌；计算方法：间接边界元 介质：水，密度1 0 0 0k g 朋3 ，其中的声速1 4 8 0 m s ，特性阻抗1 4 8 1 0 6N g f l m 3 ； 速度激励：在进口管1 的喉部加一速度为lm s 的速度激励； 计算频率范嗣：1 0 6 0 0 HZ ，s t e p5H z ； 3 ) 计算结果： 二种进口管喉部的卢压级变化例如幽3 所示，喉部阻抗比较图如图4 所示。 2 2 出口管 ：3 种形状的出口管的模型如图5 所示。同进口管一样，建立嵌入在船体上的模刑，出口管高均为1 3 一，。 沙州青( 1 9 8 1 一) ，
6、爻，f l l ：人，硕I j 研究生，从事噪声控制和环境声学研究 I J 9 计算方法同上。三种出口管喉部的声压级变化图如图6 所示，喉部阻抗比较图如图7 所示。 幽1 模拟船体的踊柱模型图 幽2 三种形状的进口 图3 三种进L I 管的喉部声胜级比较图 图4 三种进口管喉部阻抗比较图 幽5 三种形状的进u 管模型及在船体中的嵌入图 图6 三种进U 管的喉部声腻级比较图幽7 三种边L 管喉部阻抗比较幽 - E J i r , k o u t - 1 J i n k o u 一：x t I E c h u k o u l 1 c h u k o u 2 j 。、m j 3 结束语 本文利J ：l S Y S N O I S E 对嵌入在船三维整体模型的进出F 1 管的声学特性进行了人型计算，具体求解了船体 上二种入1 ：3 管和三种进口管上的辐射尸- - G - 压、辐射阻抗，并进行比较。船体的存在其传递特性有着很大的影 响，由丁：篇幅问题，本文中没有列出。现实中将按照实际需要选择相应的进出口管编合。 参考义献： 1 ! j 火猷现代声学理论基础科学出版社 2 S Y S N ( Is E 使用手册L M Sc o m p a n y 1 2 0
