通過推導得到淺水環(huán)境中矩形板聲輻射阻抗矩陣的解析表達,進一步結合振動假設模態(tài)方法及輻射表面單元輻射器思想求解淺水環(huán)境中矩形板的振動響應,分析水深對矩形板模態(tài)附加質量的影響,給出矩形板模態(tài)附加質量隨水深的變化情況,得到波導模態(tài)的激發(fā)對附加質量的影響,并通過對輻射抗矩陣的特征分析得到附加質量在板上分布的主要模式;進一步結合聲輻射模態(tài)輻射效率,分析水深變化對矩形板振動響應峰值及遠場聲輻射的影響,分析結果表明:水深度變化對振動響應峰值及聲輻射功率的影響與第1階聲輻射模態(tài)的輻射效率隨深度的變化具有一致性。 

【文章來源】：振動與沖擊. 2020,39(09)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

淺水環(huán)境中矩形板

選取一長度為0.558 8 m, 寬度為0.863 6 m,厚度為0.009 5 m的簡支矩形板(板及水介質參數(shù)與文獻[18]一致)。板密度為2 700 kg/m3,結構聲速為5 737 m/s。水密度取1 026 kg/m3,水中聲速取1 500 m/s。在中心附近位置(0.51Lx, 0.52Ly)處施加一垂向點力,由式(4)～式(6)及式(9)計算得到考慮不同水深度時該點的原點導納曲線,如圖2所示。從圖2中可以看出,水介質深度的改變對峰值頻率及幅值均產(chǎn)生了不同程度的影響。在考慮的頻段內,水深的改變對于板(1,1)階模態(tài)固有頻率的影響最大,對(1,3)模態(tài)固有頻率略有影響。值得注意的是,對比不同水深情況,可以發(fā)現(xiàn)水深度變化對(1,1)和(1,3)階固有頻率的影響不一致。

為分析產(chǎn)生此種不一致的原因,本文根據(jù)解析形式的輻射抗矩陣,繪制模態(tài)附加質量隨深度的變化曲線如圖3所示。從圖3中可以看出:對比代表半無限空間中的模態(tài)附加質量的虛線,可以發(fā)現(xiàn)在水深較淺時板的模態(tài)附加質量顯著大于其在半無限環(huán)境中的附加質量;另外,隨深度增加,模態(tài)附加質量呈現(xiàn)下降趨勢,并受到深度方向波導模態(tài)激發(fā)的影響,當滿足ωmLz=πc 時會出現(xiàn)共振響應特性,此時模態(tài)附加質量驟增。在此基礎上進一步考察Lz=4Lx的情況,由圖3可知此深度下(1,1)模態(tài)的附加質量值大于半無限空間,而(1,3)模態(tài)附加質量值則小于半無限空間(1,3)模態(tài)附加質量值,這與圖2中的結果相吻合。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3508696