基于传递函数法的水下消声层声学性能研究

作     者：叶昌铮 孟晗 辛锋先 卢天健 Ye Changzheng;Meng Han;Xin Fengxian;Lu Tianjian

作者机构：西安交通大学航天航空学院多功能材料和结构教育部重点实验室西安710049 西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 

出 版 物：《力学学报》 (Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics)

年 卷 期：2016年第48卷第1期

页      面：213-224页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080101[工学-一般力学与力学基础] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家基础研究计划(2011CB610300) 国家自然科学基金(51528501 11321062) 中央高校基本科研专项基金(2014qngz12) 国家留学基金资助项目 

主　　题：水下消声层 传递函数法 减振降噪 声学性能 

摘      要：潜艇在水下潜航时,为防止敌方声呐的探测,需要采用各种主被动手段来降低自身的噪声,其中主要手段就是在潜艇外壳覆盖黏弹性消声瓦结构.针对潜艇消声瓦结构降噪问题,考虑结构两侧的流体负载,建立了潜艇壁面水下消声覆盖层的消声理论模型.将潜艇壁面结构简化为无曲率的无限大薄板,基于基尔霍夫(Kirchhoff)薄板理论和声波方程,应用传递函数法导出了消声覆盖层的声压插入损失.利用所建理论模型进行了数值计算,讨论了不同的内侧流体介质、艇壳厚度、消声层厚度和孔腔形状对壁面结构振动与声学性能的影响.研究发现,内侧介质为空气时,在低频段,消声层对结构振动的削弱量小于消声层加入后艇壳振动的增强量,故消声层的加入反而使壁面结构的振动增大;在高频段,覆盖消声层后壁面结构的振动明显减小.内侧介质为水时,覆盖消声层后,壁面结构的振动在全频段均减小,且减小量随频率的增加而增加.增大艇壳厚度及消声层厚度有利于潜艇壁面结构的减振降噪.当消声层孔腔内径沿潜艇内侧至外侧的方向先减小再增大时,消声层在高频段减振降噪效果较佳;当孔腔内径沿潜艇内侧至外侧的方向先增大再减小时,消声层在中频段的减振降噪效果更好.