基于单元辐射叠加法的简单圆柱壳水下辐射声场特性研究的任务书.docx

基于单元辐射叠加法的简单圆柱壳水下辐射声场特性研究的任务书
任务书
题目：基于单元辐射叠加法的简单圆柱壳水下辐射声场特性研究
任务背景：
在水下声学领域，圆柱是一种典型的结构体，其辐射声场的特性对于实际工程应用具有重要意义。目前，对圆柱水下辐射声场特性的研究主要是基于传统的辐射源模型，如分布式力模型、面源辐射模型等。这些模型虽然可以较为精确地描述圆柱的辐射声场，但其计算复杂度较高，且不利于优化设计。
针对上述问题，本研究将基于单元辐射叠加法，对圆柱壳水下辐射声场特性进行研究。该方法结合了有限元法和辐射源法的优点，既可以有效降低计算复杂度，又可以较为准确地描述圆柱的声辐射特性。
研究内容：
1.圆柱壳的有限元建模：根据圆柱壳的几何形状和材料特性，建立对应的有限元模型，并对模型进行验证和优化。
2.单元辐射源的建立：针对有限元模型中的每个单元，建立对应的辐射源，并确定其辐射方向和力级等参数。
3.圆柱壳水下辐射声场的计算：基于单元辐射叠加法，计算圆柱壳在水下的声辐射特性，并分析其主要影响因素。
4.算例分析和实验验证：选择具有代表性的算例进行分析，并与传统的辐射源模型进行比较。同时，对比实验室实测数据，验证所提出方法的可靠性和准确性。
研究目标：
1.建立基于单元辐射叠加法的圆柱壳水下辐射声场计算模型，并优化其计算效率和精度。
2.分析圆柱壳水下辐射声场特性的主要影响因素，为相关工程设计和应用提供参考。
3.验证所提出方法的可靠性和准确性，并优化其在实际工程中的应用。
研究意义：
本研究将提出一种基于单元辐射叠加法的圆柱壳水下辐射声场计算方法，可以在一定程度上优化传统的辐射源模型，并实现精度和计算效率的平衡。对圆柱壳水下辐射声场的特性进行系统研究，可以为相关的水下声学工程应用提供指导和数据支撑，具有一定的实际应用价值。同时，探索基于单元辐射叠加法的声辐射计算方法，也可以为其它声学领域的研究提供新的思路和借鉴。
研究方法和流程：
1.前期阶段：文献调研、圆柱壳有限元建模、单元辐射源的建立等。
2.中期阶段：基于单元辐射叠加法计算圆柱壳水下辐射声场，分析其主要影响因素。
3.后期阶段：选择典型算例进行分析和对比，验证建立的声辐射计算模型的可靠性和准确性。
4.结果分析：对计算结果进行分析和讨论，总结圆柱壳水下辐射声场特性的主要影响因素。
参考文献：
[1]梦珂.基于单元辐射叠加法的船舶辐射噪声预测[D].北京交通大学,2019.
[2]谢文羽,范正华,李运昌.壳体结构水下噪声计算中辐射源的建立和处理[J].舰船科学技术,2002,24(6):55-60.
[3]潘林杰,王庆,李天野,等.一种基于能量方法的船壳单元辐射源计算方法[J].声学技术,2019,38(4):447-452.