摘要：针对水下声学覆盖层低频宽带吸声问题,提出组合式周期单元声学覆盖层模型。通过将工程中常用的周期单元沿厚度方向进行组合,分别建立含上下空腔、硬核与空腔、局域共振声子晶体与空腔组合式有限元声吸收模型,对比分析不同组合式结构相对于单层结构的吸声优势,重点分析组合式周期单元拓宽吸声频带的机理。在此基础上,采用Nelder-Mead无梯度优化算法对3种组合式周期单元的吸声性能进行优化设计。结果表明,通过沿厚度方向布置不同类型单元,将不同频率的共振峰耦合,可以有效拓宽吸声频带,为声学覆盖层低频宽带设计提供技术参考,具有一定的工程指导意义。

摘要：针对含周期变截面圆锥空腔声学覆盖层声吸收问题,利用分层近似的方法,首先将变截面圆锥空腔分为多个薄层,每一薄层都可以视为圆柱空腔结构,然后利用传递矩阵计算吸声系数,最后通过与有限元软件计算结果对比,验证该方法的正确性。此外还分析了覆盖层材料参数、结构背衬,平面波入射角度和空腔形状等因素对吸声系数的影响,为设计高吸声系数声学覆盖层提供参考。

摘要：声学覆盖层被广泛应用于水下航行器降噪设计,但对其流激声辐射研究相对较少。本文首先利用非相关平面波合成湍流脉动压力,并结合振声有限元模块建立流激声辐射数值算法,以水下四边简支平板流激辐射噪声为例与解析解进行对比验证;然后以三维弹性理论解析解为基础,建立敷设声学覆盖层平板辐射噪声有限元模型。最后,探讨敷设声学覆盖层平板流激声辐射产生机理以及影响覆盖层降噪性能的关键参数,为水下结构声隐身提供技术支持。

摘要：针对含水平周期圆柱空腔的声学覆盖层声吸收问题,在弹性波声传播理论的基础上,以准静态极限理论为前提,获取含空腔覆盖层均匀等效参数,进一步利用传递函数法得到吸声系数表达式。通过与有限元数值计算结果对比,验证了算法的正确性。重点从圆柱空腔单极子共振出发阐述覆盖层的声吸收机理,并从吸声曲线、覆盖层位移图等多角度展示主要参数对吸声性能的影响规律,可为低频高吸收声学覆盖层设计提供指导。

摘要：以非均匀且各向异性的功能梯度涂覆层为研究对象,将功能梯度涂覆层分为有限层结构并考虑各层材料均匀且各向同性,建立功能梯度涂覆层-背衬板有限层结构振动的数学模型,提出功能梯度涂覆层的水动力噪声预报方法。将该方法应用于均匀涂覆层,通过与参考文献计算结果进行比较,验证其正确性。对功能梯度涂覆层的水动力噪声进行进一步预报,分析背衬板厚度、功能梯度涂覆层厚度和材料参数分布特征对水动力噪声降噪的影响,为中高航速的低水动力噪声涂覆层设计以及舷侧声呐阵列水动力噪声控制提供方法。数值仿真结果表明,功能梯度涂覆层的传递函数曲线与参考文献的基本一致,该方法能够对水动力噪声进行有效预报;功能梯度涂覆层厚度越大或背衬板厚度越小,水动力噪声降噪量越大,且改变材料参数梯度可改变降噪量。