加周期纵肋圆柱壳声辐射

• 作者: 童韫哲 范军 王斌 汤渭霖
• 来源期刊: 船舶力学
• 学科: 物理学
• 关键词: 周期性结构 Bloch弯曲波 声辐射
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 流体与结构声学
• 页码范围: 246-255
• 页数: 10页
• 分类号: O422.6
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-7294.2021.02.013

摘要

本文研究了水中加周期纵肋圆柱壳在点力激励下的声辐射特性.壳体振动采用薄壳理论的Donnell方程描述,纵肋振动采用相互独立的梁的纵振动和弯曲振动方程描述.通过周向模态展开和轴向Fourier变换导出圆柱壳体径向振速表达式,使用波数域稳相法积分得到了远场辐射声压的解析解.数值计算给出了接收点正对激励点情况下的远场辐射声压级,并据此进行了机理分析.在加周期纵肋无限长圆柱壳中存在两类辐射机理:亚音速的弯曲波辐射和超音速的Bloch弯曲波分量辐射.由于圆柱壳体表面存在曲率,亚音速的弯曲波也能辐射极小部分能量到远场,并形成频带极窄的共振峰.加周期纵肋圆柱壳在周向是一种无限周期结构,存在多阶次的Bloch弯曲波.低于水中声波数的Bloch弯曲波分量能够通过相位匹配的方式高效辐射到远场.Bloch弯曲波的辐射存在一定的频率下限,其下限与纵肋的间距有关,纵肋间距越大辐射的频率下限就越低.