基于广义变分原理的浮筏−舱段耦合系统声振特性分析.pdfVIP

第20卷第5期中国舰船研究Vol.20No.5

2025年10月ChineseJournalofShipResearchOct.2025

本文网址：/cn/article/doi/10.19693/j.issn.1673-3185.04249期刊网址：

引用格式：雷智洋,吴崇建,刘彦,等.基于广义变分原理的浮筏−舱段耦合系统声振特性分析[J].中国舰船研究,2025,20(5):

46–57.

LEIZY,WUCJ,LIUY,etal.Vibrationandsoundradiationanalysisoffloatingraftandhullcouplingsystembasedon

generalizedvariationalprinciple[J].ChineseJournalofShipResearch,2025,20(5):46–57(inbothChineseandEnglish).

基于广义变分原理的浮筏−舱段

耦合系统声振特性分析

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1,2*1,2,31,21,24

雷智洋，吴崇建，刘彦，陈志刚，苏金鹏

1中国舰船研究设计中心，湖北武汉430064

2船舶振动噪声重点实验室，湖北武汉430064

3汉江国家实验室，湖北武汉430061

4山东科技大学机械电子工程学院，山东青岛266590

摘要:［目的］旨在基于广义变分原理研究浮筏−舱段耦合系统的声振特性，提升浮筏隔振系统的声学性

能。［方法］将浮筏−舱段简化为加筋圆柱壳、双层平板、弹簧及外声场耦合动力学模型。通过广义变分方

法构建结构振动能量方程，并基于赫姆霍兹积分方程构建声场域边界元离散方程。采用傅里叶级数和多项

式展开的位移与声压，建立半解析声振耦合动力学模型，通过有限元仿真验证模型的准确性。系统研究浮筏

和舱段结构多要素对耦合系统的振动声学特性影响规律。系统研究隔振器刚度、筏架弹性模态、筏架−设备

质量比、舱段结构及肋骨参数等设计要素对耦合系统声学性能的影响规律及优化方法。［结果］结果显示，

所提模型的计算结果与有限元分析的结果一致，验证了动力学分析方法的准确性，具有分析效率较高、物理

概念清晰的优势。［结论］研究表明，降低隔振器刚度、提高筏架结构刚度、增大筏架−设备质量比和增大

舱段环形肋骨高度可显著提升系统的声学性能。这些结论为浮筏隔振系统的动力学设计、分析及优化设计

提供了理论支撑，具有重要的工程应用价值。

关键词：浮筏−舱段耦合系统；隔振；振动控制；振动声学特性；广义变分原理；参数分析

中图分类号:U661.44