水中弹性体的特征频率与声特性.pdfVIP

第32卷第3期 声 学 技 术 VO1．32。NO．3 2013年 06月 TechnicalAcoustics Jun．．2013 水中弹性体的特征频率与声特性 孙 阳，成 刚，安俊英，徐海亭 (中国科学院声学研究所北海研究站，山东青岛 266023) 摘要：对弹性壳体的特征频率与声散射、声辐射的谐振特性进行了对比研究。应用最小势能原理建立弹性体的有限 元方程，并结合边界积分方程得到水中弹性体特征方程，采用Lanczos方法直接求解特征频率并进行固有振动模态分 析。通过几种弹性壳体的特征频率与声特性的对比，验证了激励源频率在特征频率处会产生较强的谐振散射和谐振 辐射，谐振对声特性影响的大小则与激励方式有关。具有附加结构的复杂线形长壳体的固有振动模态表明，低阶振 动模态主要是主体部分径向和轴向振动，而附加结构对振动影响较小，但会使前几阶的特征频率偏移；高阶固有振 动模态的主体和附加部分都产生形变，但主体的轴向振动是主要特征。 关键词：弹性体；特征频率；谐振；声特性 中图分类号：TB559 文献标识码 ：A 文章编号：1000—3630(2013)．03—0185．07 DOI编码：10．3969~．issnl000—3630．2013．03．003 TheeigenfrequenciesandacousticcharacteristicsOf underwaterelastictarget SUN Yang，CHENG Gang，AN Jun—ying，XU Hai—ting (QingdaoAco~ticsLaboratory，ImtitumofAcoustics，ChineseAcademyofSciences，Qingdao266023，Shandong，China) Abstract：Thecomparisonbetweentheeigenfrequenciesofan elastictargetandtheresonancecharacteristicsofscat— teringandradiationrfom theelastictargetisstudied．Byapplyingtheminimum potentialprniciple，thefiniteelement equationfortheelasticobjectisestablished，andbylinkingtheintegrationformulationoftheobjectsurface，theeigan equation oftheelastictargetinwaterisobtained．TheLanczosalgorihtm isusedtocalculatehteeigenvalue，andthe inherentvibrationmodesareanalyzed．Thecomparisonbewt een theeigenfrequenciesandtheacousticchraacteristics validatesthatthestrongresonantscatteringandradiationareproducedattheeigenfrequnecies，andhteampliutdesof acousticscatteringandradiationdependonthepowerexcitationmode．Theanalysisoftheinherentvibrationmodesof acomplexslendershellwithan attached structureshow thatthelowervibrationmodesassumetheaxialandradialvi— brationsofhtemainbody；theattachedstrucutrehasnoeffect