[发明专利]复杂组合壳结构水下声辐射的定量计算方法及系统

摘要

本发明公开了一种复杂组合结构水下声辐射的定量计算方法及系统，其中方法包括以下步骤获取流体介质中组合壳系统的结构参数和激励参数；根据获取的结构参数和激励参数，在组合壳表面上沿母线方向进行配点，采用精细积分方法计算组合壳系统各配点问的场传递矩阵和点传递矩阵，并计算外力向量；根据组合壳系统两端边界条件和结构连续条件，建立流体介质‑组合壳系统的动力学模型；通过Moore‑Penrose广义逆矩阵求解得到流体介质‑组合壳系统的振动响应；使用波叠加方法，求解圆锥壳‑圆柱壳‑球壳组合结构的水下声辐射。本发明可以定量计算流体介质中复杂组合壳受外激励产生的水下声辐射，为水下航行器的声学特性分析提供参考和依据。

主权项

一种复杂组合壳结构水下声辐射的定量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)获取流体介质中组合壳系统的结构参数和激励参数，所述结构参数包括组合壳系统中各个子结构的几何尺寸、材料特性参数；激励参数包括激励力的幅值及分布位置；(b)根据获取的结构参数和激励参数，在组合壳表面上沿母线方向进行配点，先根据结构和激励的位置将壳体分段，在每个分段范围内进行均匀的离散，得到n个离散的分段，其中离散点沿母线方向的坐标位置，依次表示为：ξ0 ξ1 ξ2 … ξn‑1 ξn；采用精细积分方法和传递矩阵方法相结合形成精细传递矩阵法，计算组合壳系统各配点间的场传递矩阵和点传递矩阵，并计算外力向量；(c)根据组合壳系统两端边界条件和结构连续条件，将各分段的场传递矩阵进行组装，建立流体介质‑组合壳系统的动力学模型；所述流体介质‑组合壳系统动力学模型为：式中，Ti和Pi为流体介质‑组合壳系统中各配点的场传递矩阵和外激励，其中i＝2…n，是考虑边界条件后的修正矩阵；Z(ξj)为流体介质‑组合壳系统中各配点处的状态向量，其中j＝1…n，是把两端状态向量把已确定边界值删除掉后的向量，I为单位矩阵；(d)通过Moore‑Penrose广义逆矩阵求解得到流体介质‑组合壳系统的振动响应；(e)根据流体介质‑组合壳系统的振动响应，使用虚拟波叠加方法，求解组合结构系统的水下声辐射。