摘要
水下航行体作为国家军事力量的重要武器装备，因其隐蔽性好，机动性强，作战范围广等优点被广泛应用于水下探测以及隐蔽作战。在高航速下，水动力噪声是水下航行体的主要噪声源，因此有效控制水动力噪声才能提高水下航行体的综合性能。流激噪声是由水下航行体周围流场与壁面相互作用而产生的，对艏部透声窗结构会产生严重危害，由于其形成机理较为复杂、影响因素众多，因此对水下航行体流激噪声分析与控制研究具有非常重要的意义。本文针对水下航行体艏部进行流激噪声分析与控制，在高频段采用统计能量法进行分析，设计了一种在保证强度和透声的前提下，能够有效控制流激噪声的复合夹芯结构；低频段提出了一种基于导纳响应的左特征向量配置振动主动控制方法，针对艏部局部结构的振动噪声控制提供了有效的理论支撑。主要研究内容概括如下： 1.针对统计能量法在高频段舱室噪声控制的国内外研究现状进行学习与分析，掌握了统计能量法的基本理论包括：基本含义、功率流方程、模态密度以及损耗因子。建立水下航行体艏部高频模型，对流激噪声进行预报并对内部声腔贡献量进行分析，为声学包降噪提供参考。 2.分析了航速及距离湍流层前端距离对流激噪声的影响，探究不同结构材料在同样厚度下降低流激噪声的性能以及透声性分析，依据阻尼降噪原理，提出了一种包括三层铺层、五层铺层的复合夹芯结构的设计，依托平板模型，通过abaqus、matlab和isight三者联合优化得出三层以及五层复合夹芯结构的较优铺层厚度。 3.选择较优的几种铺层厚度，分别将复合夹芯板对单层复合材料板的透声性进行对比，对不同铺层厚度的三层复合夹芯结构和五层复合夹芯结构的降噪性能以及透声性能进行对比，得出最优的高透低噪铺层厚度。接着对航行体艏部的内部舱室进行声学包隔声量优化分析，根据实用的隔声材料设置五种声学包方案，通过隔声量计算选取较优方案，最后采用内置优化算法对声学包的厚度进行优化得出最佳方案。 4.提出一种基于导纳响应的左特征向量配置的主动振动控制方法，对低频段水下航行体艏部部分结构的流激振动噪声进行控制。由于结构振动与特征值和特征向量都有关系，并且在水下航行体行驶时，部分结构的激励位置是已知的，因此利用系统左特征向量与激励的关系进行振动主动控制具有非常重要的意义，为实际应用提供了重要的参考价值。
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