基于传递函数法的水下消声层声学性能研究

• 作者: 卢天健 叶昌铮 孟晗 辛锋先
• 来源期刊: 力学学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 水下消声层 传递函数法 减振降噪 声学性能
• 年，卷（期）: 2016,（1）
• 所属期刊栏目: 生物、工程及交叉力学
• 页码范围: 213-224
• 页数: 12页
• 分类号: O326
• 字数: 7426字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/0459-1879-15-087

摘要

潜艇在水下潜航时,为防止敌方声呐的探测,需要采用各种主被动手段来降低自身的噪声,其中主要手段就是在潜艇外壳覆盖黏弹性消声瓦结构.针对潜艇消声瓦结构降噪问题,考虑结构两侧的流体负载,建立了潜艇壁面水下消声覆盖层的消声理论模型.将潜艇壁面结构简化为无曲率的无限大薄板,基于基尔霍夫(Kirchhoff)薄板理论和声波方程,应用传递函数法导出了消声覆盖层的声压插入损失.利用所建理论模型进行了数值计算,讨论了不同的内侧流体介质、艇壳厚度、消声层厚度和孔腔形状对壁面结构振动与声学性能的影响.研究发现,内侧介质为空气时,在低频段,消声层对结构振动的削弱量小于消声层加入后艇壳振动的增强量,故消声层的加入反而使壁面结构的振动增大;在高频段,覆盖消声层后壁面结构的振动明显减小.内侧介质为水时,覆盖消声层后,壁面结构的振动在全频段均减小,且减小量随频率的增加而增加.增大艇壳厚度及消声层厚度有利于潜艇壁面结构的减振降噪.当消声层孔腔内径沿潜艇内侧至外侧的方向先减小再增大时,消声层在高频段减振降噪效果较佳;当孔腔内径沿潜艇内侧至外侧的方向先增大再减小时,消声层在中频段的减振降噪效果更好.