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摘要
计及流体静压和自由液面的影响,建立有限潜深状态下有限长圆柱壳-声场耦合振动模型,从声固耦合角度出发提出了模态附连水质量概念,进而揭示自由液面对水下圆柱壳振动特性的影响机理,并通过分析结构等效弯曲刚度的变化解释了流体静压的影响机理。研究表明:自由液面的存在将导致结构模态附连水质量减小,致使结构模态频率相应增大;随着潜深的增大,自由液面的影响逐渐减小;在薄壳振动范围内,当潜深大于4倍壳体半径时,自由液面的影响可以忽略,该结论具有普适性,不受壳体长度和半径的影响;计及流体静压将导致结构等效弯曲刚度减小,最终致使结构模态频率相应减小;随着潜深的增大,流体静压的影响程度逐渐增大。为满足工程计算精度要求,当潜深大于18m时,考虑流体静压的影响不可忽略,而当潜深足够大时,结构将面临失稳。
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单位华中科技大学; 武汉第二船舶设计研究所
