聲波經(jīng)常應(yīng)用于聲納系統(tǒng)以實現(xiàn)對目標的探測和分類。水下吸聲材料因能夠吸收聲波能量、控制聲波傳播路徑而廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代潛艇中,以降低潛艇的聲目標強度,提高潛艇的聲隱身性能。為了使吸聲材料對聲波能量的反射和透射最小化,盡可能地對聲波能量進行吸收,需要開展吸聲材料結(jié)構(gòu)形式及材料特性的研究。由于吸聲材料的聲學特性受頻率、溫度和壓力的影響很大,因此在選擇水下應(yīng)用之前,需要對其聲學特性開展深入的研究工作。本文通過建立聲學材料結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬模型,利用聲學軟件LMS Virtual.LAB,采用兩點阻抗管法和三點駐波管法對含空腔的聲學結(jié)構(gòu)形式進行了聲學特性的仿真模擬,探討了空腔結(jié)構(gòu)形式、材料力學參數(shù)等對聲學材料吸聲、隔聲性能的影響。論文主要研究內(nèi)容如下:（1）針對聲學材料的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、研究成果和研究進展進行了綜述,對本文主要研究內(nèi)容進行了介紹。（2）基于聲學基本理論,利用傳遞矩陣方法,對均勻復(fù)合平板型吸聲材料和非均勻復(fù)合平板型吸聲材料的吸聲特性進行了理論推導(dǎo)。（3）闡述了有限元分析的概念與處理方式,介紹了Rhinoceros軟件的參數(shù)化幾何建模的功能,并利用Rhinoceros軟件建立了不同空腔結(jié)構(gòu)形... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

三種典型的均勻復(fù)合平板型吸聲材料當平面波垂直入射到單層介質(zhì)時，介質(zhì)后的聲壓強2p、法向的振動速度2u，與介質(zhì)前的聲壓強1p、法向的振動速度1u之間的關(guān)系可以表示為

很多工程問題都可以表達為如式（3.1）和（3.2）所示的控制方程和界條件：（L ）+ f=0（3.1）B（ ）+ g=0（3.2）但是，即使有了控制方程和邊界條件，仍然難以得到絕大多數(shù)工程問題的解。限元方法則通過求解一組代數(shù)方程來得到工程問題的解。有限元方法通過將一個連續(xù)結(jié)構(gòu)離散成多個元素(稱之為單元)，然后在“節(jié)”將元素連接起來，節(jié)點就像是大頭針或滴用膠水把元素粘接在一起。在這個程中就產(chǎn)生了一組聯(lián)立的代數(shù)方程，求解這些代數(shù)方程，從而得到實際問題的。由于難以對整個域采用代數(shù)方程，因此需要將整個域分解為多個小的、簡單單元，如圖 3-1 所示：

圖 3-2 每個單元的代數(shù)方程[ K ]{u}={F}（3.3）1{u}=[ K] {F} （3.4）對于周期性結(jié)構(gòu)多孔吸聲板而言，局部結(jié)構(gòu)是有限元法應(yīng)用中的若干實際考慮，一個通用的局部結(jié)構(gòu)在大多數(shù)情況下能明顯的減少仿真計算的計算量。如果把整體模型系統(tǒng)中若干重復(fù)的部分或段取作局部結(jié)構(gòu)，把每一個有許多內(nèi)部和外部節(jié)點的局部結(jié)構(gòu)作為一個大的元素，局部結(jié)構(gòu)只涉及外部節(jié)點。合理性得到驗證的局部結(jié)構(gòu)的特點應(yīng)具有相同部分、局部不變性和提高求解效率三個特點。局部結(jié)構(gòu)的演示示例如下圖 3-3 所示：

【參考文獻】：
期刊論文
[1]水下蜂窩空腔覆蓋層的隔聲性能分析[J]. 唐世灝,葉韓峰,陶猛,李政杰.  聲學技術(shù). 2017(05)
[2]多層材料組合腔型吸聲覆蓋層的吸聲特性研究[J]. 劉國強,樓京俊,何其偉.  武漢理工大學學報(交通科學與工程版). 2016(05)
[3]雙層結(jié)構(gòu)敷設(shè)聲學覆蓋層的吸聲特性研究[J]. 張浩,劉碧龍,蘇正濤.  振動與沖擊. 2015(23)
[4]微穿孔板—蜂窩夾芯復(fù)合結(jié)構(gòu)的隔聲性能[J]. 楊軍偉,蔡俊,邵驄.  噪聲與振動控制. 2013(04)
[5]吸聲覆蓋層研究進展[J]. 張浩,傅欣藝,尹銚,劉碧龍.  應(yīng)用聲學. 2013(04)
[6]一種含圓柱形諧振散射體的黏彈材料低頻吸聲機理研究[J]. 楊海濱,李岳,趙宏剛,溫激鴻,溫熙森.  物理學報. 2013(15)
[7]氣墊隔聲結(jié)構(gòu)水中隔聲性能分析[J]. 周濤,陳志堅.  噪聲與振動控制. 2013(02)
[8]組合腔型吸聲覆蓋層的聲學特性分析[J]. 陶猛,卓琳凱.  上海交通大學學報. 2013(03)
[9]靜水壓下聲學覆蓋層聲阻抗研究[J]. 鄒明松,吳文偉,余曉麗,廖彬彬.  艦船科學技術(shù). 2013(03)
[10]含玻璃微球的黏彈性復(fù)合材料覆蓋層的水下吸聲性能分析[J]. 于利剛,李朝暉,王仁乾,馬黎黎.  物理學報. 2013(06)



本文編號：3139738