一种声学黑洞结构参数的确定方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115906446A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211402590.1(22)申请日2022.11.10(71)申请人中国船舶集团有限公司第七0八研究所地址200001上海市黄浦区西藏南路1688号(72)发明人王禹冯硕秋王凡超郑凯李闯闯(74)专利代理机构上海申汇专利代理有限公司31001专利代理师翁若莹柏子雵(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)G06F119/10(2020.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种声学黑洞结构参数的确定方法(57)摘要本发明公开了一种声学黑洞结构参数的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：根据声学黑洞嵌入位置所在区域；确定幂指数m及常数ε，获得声学黑洞厚度函数；确定声学黑洞尖端截断范围；确定阻尼层半径及厚度；结构强度校核。本发明与现有技术方案相比，给出了参数选取流程，适用于不同尺寸的筏架结构。本发明提出了四个无量纲参数以描述声学黑洞结构的几何尺寸，给出参数选取的建议值，为声学黑洞结构尺寸的选取提供依据。CN115906446ACN115906446A权利要求书1/1页1.一种声学黑洞结构参数的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、根据声学黑洞嵌入位置所在区域，计算该区域内可嵌入的最大半径圆R，定义声学黑洞半径比γ＝R0/R，依据声学黑洞半径比γ的取值范围确定声学黑洞半径R0；步骤2、确定幂指数m及常数ε，获得声学黑洞厚度函数；步骤3、确定声学黑洞尖端截断范围：在一定范围内对需声学黑洞进行截断，截断区域边缘的厚度为截断厚度Dn，基于上一步得到的声学黑洞厚度函数计算得到与截断厚度Dn对应的截断区域半径Rn，以截断厚度Dn为高、截断区域半径Rn为半径构建圆柱体替代截断区域，圆柱体材料与截断区域材料相同；步骤4、确定阻尼层半径及厚度：定义阻尼层半径比根据阻尼层半径比的取值范围确定阻尼层半径Rd；定义阻尼层厚度比μ＝Dd/Dn，根据阻尼层厚度比μ的取值范围确定阻尼层厚度Dd；步骤5、结构强度校核：结合原有结构设计载荷，计算嵌入声学黑洞结构的结构强度，如强度不满足要求，则增加声学黑洞截断厚度或降低声学黑洞半径，直到满足强度要求。2.如权利要求1所述的一种声学黑洞结构参数的确定方法，其特征在于，步骤1中，在基座、筏架或设备壳体嵌入所述声学黑洞。3.如权利要求2所述的一种声学黑洞结构参数的确定方法，其特征在于，步骤1中，选择结构厚度恒定的、面积较大的平整区域嵌入所述声学黑洞。4.如权利要求1所述的一种声学黑洞结构参数的确定方法，其特征在于，步骤1中，所述声学黑洞半径比γ取值为40％‑80％。5.如权利要求1所述的一种声学黑洞结构参数的确定方法，其特征在于，步骤2中，幂指数m取2或3。6.如权利要求1所述的一种声学黑洞结构参数的确定方法，其特征在于，步骤2中，常数mε根据ε＝D/R0计算得到，其中，D表示嵌入声学黑洞的区域的厚度。7.如权利要求1所述的一种声学黑洞结构参数的确定方法，其特征在于，步骤3中，根据ε＝Dn/Rnm计算得到所述截断区域半径Rn。8.如权利要求1所述的一种声学黑洞结构参数的确定方法，其特征在于，步骤3中，定义声学黑洞截断厚度比λ＝Dn/D，λ取值为5％‑10％，且Dn不小于0.5mm。9.如权利要求1所述的一种声学黑洞结构参数的确定方法，其特征在于，步骤4中，所述阻尼层半径比的取值为1‑1.5。10.如权利要求1所述的一种声学黑洞结构参数的确定方法，其特征在于，所述阻尼层厚度比μ的取值为2‑3。2CN115906446A说明书1/4页一种声学黑洞结构参数的确定方法技术领域[0001]本发明涉及一种声学黑洞结构参数的确定方法。背景技术[0002]声学黑洞是指通过改变自身结构厚度而具有对弯曲波汇聚效应的结构。其厚度符合特定函数关系：h(x)＝εxm，其中：幂指数m，m≥2；h(x)为距离原点x位置处的结构厚；ε为常数。完美的二维声学黑洞结构如图1所示。声学黑洞结构具有结构简单、低频抑振效果好等特点，将声学黑洞结构嵌入基座、筏架、设备壳体等位置，可实现在不发生较大结构改动的条件下，进一步降低结构振动响应，但声学黑洞大小、剖面形状、阻尼材料尺寸等参数确定尚未形成系统化的方法。[0003]中国船舶重工集团公司第七一一研究所提出一种基于声学黑洞效应的船体复合阻波基座，在声学黑洞嵌入基座腹板位置，且多个声学黑洞结构呈至少三条直线排布，任意相邻两条直线上的声学黑洞结构以不同的排布规则周期性布置。可实现高效率振动能量吸收，从而起到减振降噪的目的。但该技术方案未提供声学黑洞相关参数的选取规则，难以适应不同尺寸的基座。[0004]总之，现有技术存在以下缺点：[0005]