摘要
潜艇是海洋博弈中关键一环，潜艇隐身效果直接决定了其生存力和战斗力，提高潜艇声隐身能力可以极好地提高潜艇的生存力和战斗力，具有重要的战略意义。声传播过程实质上就是振动能量传递过程，浮筏隔振系统能够极大抑制系统中振动能量的传递。因此，本文将浮筏隔振系统微小化并与柔性蒙皮相结合，提出一种微浮筏阵列蒙皮结构，希望能有效提高潜艇声隐身能力，并根据其设计过程对微浮筏阵列蒙皮吸声机理提出假设，通过仿真和数值计算对所提出微浮筏阵列蒙皮声学特性及吸声机理进行了研究。 本文主要进行了以下几个方面的工作: 首先，建立了微浮筏隔振系统功率流理论模型。基于导纳功率流分析方法，将微浮筏隔振系统拆分为蒙皮表层、上层隔振器、中间筏体、下层隔振器和基础五个子系统。使用刚体动力学方程、弹性板振动方程和四端参数法分别建立了各子系统导纳矩阵，通过子结构综合法综合各子系统导纳矩阵，建立了各子系统边界面作用力、振速与微浮筏隔振系统外部激励力之间的矩阵关系，并按照功率流的定义得到了输入各子系统的功率流表达式。 其次，对微浮筏隔振系统功率流理论模型进行了求解。基于MATLAB数值计算得到了微浮筏隔振系统功率流传递曲线，通过与仿真结果对比，相互验证了理论模型和仿真模型的正确性。使用MATLAB数值计算得到了不同结构参数下微浮筏隔振系统功率流传递特性曲线，通过分析曲线变化规律，确定了各结构参数对微浮筏隔振系统功率流传递特性的影响规律。 然后，仿真分析了微浮筏阵列蒙皮的声学特性。利用COMSOL Multiphysics软件建立了微浮筏阵列蒙皮声学特性仿真模型，计算得到了不同结构参数下蒙皮吸声系数曲线，确定了各结构参数对蒙皮声学特性的影响规律和敏感性。将微浮筏隔振系统功率流传递特性与蒙皮声学特性结合分析，验证了所提出微浮筏阵列蒙皮吸声机理假设的正确性。 最后，分析了微浮筏阵列蒙皮较常用声学覆盖层声学特性优劣性。选用Alberich型声学覆盖层、复合渐变型声学覆盖层和功能梯度声学覆盖层作为对比对象，利用COMSOL Multiphysics软件计算了 30kHz内不同声学覆盖层吸声系数曲线，结果表明,微浮筏阵列蒙皮30kHz内平均吸声系数可达0.8677,明显优于三种常用声学覆盖层。
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