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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。
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单位上海交通大学; 海洋工程国家重点实验室
