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为了水下探测和声对抗,舰艇艏部舱室通常安装主动声呐设备,声呐发射声波经由透声窗向外传播,因此,开展透声窗声学特性的相关研究具有重大现实意义。为解决实际工程中透声窗透声性能计算较困难这一问题,一种用于快速预报透声窗的遮挡损失的解析–数值混合方法被提出。该方法用球谐波展开法和叠加原理求解阵列活塞声源声场,得到声激励下透声窗模型表面的声压和法向振速,进而利用 COMSOL 的 Kirchhoff-Helmholtz 模块通过再辐射的方法求解模型的遮挡损失。最后,建立了一个二维透声窗模型,分别采用解析–数值混合方法和纯有限元法计算了其全方位的遮挡损失,验证了该方法的准确性、有效性。 相似文献
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碳纤维材料作为一种优良的复合材料,越来越广泛地应用于水下攻防领域。 主要研究了有限元法对碳纤维层合板的分析。 首先介绍层合板理论,基于该理论对碳纤维层合板模型进行理论分析,然后利用大型有限元软件 ANSYS 对同一模型进行有限元仿真计算。 最后,对二者计算结果进行比较,讨论有限元法对碳纤维层合板的强度计算的可行性,为工程设计运用提供参考。 相似文献
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水下加筋圆柱壳结构声散射特性研究 总被引：1，自引：0，他引：1
采用有限元/边界元(FEM/BEM)方法对水下加筋圆柱壳结构的声散射特性进行分析。考虑入射声场激发弹性结构振动产生二次辐射声场,总声场为入射场与散射场之和。基于Mindlin理论建立结构受迫振动的有限元模型,考虑入射声场为简谐激励,采用模态叠加法求出结构振动表面速度。根据声学边界元相关理论,利用有限元方法计算得出的弹性结构表面动力相应,可求出弹性结构的散射声场。研究结果表明,在同一波数下,不加筋结构后向散射强于加筋结构;加筋结构的散射指向性图案分叉较为明显;同种结构在波数增加的时候后向散射强度逐渐增大,前向散射强度逐渐减弱。 相似文献
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港口中系泊船在波浪作用下运动问题的本质是浅水波浪与浮体的相互作用。与深水情况不同,浅水问题应当考虑水底、水域边界的影响及浅水波浪自身的特性,单一模型很难实现该模拟过程。为此,建立了Boussinesq方程计算入射波和Laplace方程计算散射波的全时域组合计算模型。有限元法求解的Boussinesq方程能使入射波充分考虑到水底、水域边界的影响和浅水波浪的特性;散射波被线性化,采用边界元法求解,并以浮体运动时的物面条件为入射波和散射波求解的匹配条件。该方法为完全的时域方法,计算网格不随时间变动,计算过程较为方便。通过与实验及其他数值方法的结果进行比较,验证了本模型对非线性波面、浮体的运动都有比较理想的计算结果,显示了本模型对非线性问题具有较好的计算能力。 相似文献
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旨在研究声固耦合法模拟水下爆炸对圆筒的冲击,运用大型有限元软件 ABAQUS 声固耦合算法分别对密封圆筒与透水圆筒水下爆炸模型进行计算分析,并与理论公式结果进行对比分析。结果表明：利用 ABAQUS 声固耦合算法可以比较准确地模拟圆筒水下爆炸分析,能够满足工程要求;另外,在相同的水下爆炸作用下,透水圆筒比密封圆筒具有更好的抗爆炸和抗冲击性能。 相似文献
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基于分布式控制力矩陀螺的水下航行器轨迹跟踪控制 总被引：2，自引：0，他引：2
基于控制力矩陀螺群(CMGs)的水下航行器具有低速或零速机动的能力。采用基于分布式CMGs的水下航行器方案,并研究其水平面的轨迹跟踪控制问题。通过全局微分同胚变换将非完全对称的动力学模型解耦成标准欠驱动控制模型,并根据简化的模型构建其轨迹跟踪的误差动力学模型,将轨迹跟踪控制问题转化为误差模型镇定问题。基于一种分流神经元模型和反步法设计了系统的轨迹跟踪控制律,该控制器不需要对任何虚拟控制输入进行求导计算,且能确保跟踪误差的最终一致有界性。仿真结果表明该控制器能够实现在不依赖动力学参数先验知识的情况下对光滑轨迹的有效跟踪。 相似文献
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利用ANSYS V5.5的弹性壳体单元及流体单元对一球壳的水下振动进行了有限元数值计算,并与解析进行了对比分析。由于利用了ANSYS V5．5的流体声吸收单元FLUID129减少计算量,并有很好的计算精度和可靠性。使得利用ANSYS V5．5计算复杂弹性结构的水下振动问题变得更加容易,从而可以解决更多的实际问题。 相似文献
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提出了求解近水面有限长谐振动圆柱远场声学特性的解析方法。首先,基于镜像原理,以假定虚源模拟自由液面影响;再结合 Graf 加法定理,将虚、实源各声压项进行合并;声压转换到波数域后,将得到其简洁显示表达式;最后,重要指标——远场辐射声压则利用稳相法进行求取。针对不同声学成分的分类形式,建立了对应计算模型,模型可用于深入研究自由液面影响及结构表面互散射机理。研究结果表明：自由液面的影响可归纳总结为类偶极子效应,且该效应对辐射声与散射声的计算结果均有显著影响,但二者除相似传播规律外还存在不可忽视的相位差;散射声压随散射次数增大将以固定倍率衰减,且衰减速率与圆柱壳浸没深度成正比,但与壳体表面谐振动激励频率成反比。 相似文献