基于波分析法的L型结构弯-扭耦合振动研究

沈轻舟， 车驰东

(上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院 海洋工程国家重点实验室 高新船舶与深海开发装备协同创新中心，上海 200240)

结构声在典型船舶结构中的传递规律对船舶声学设计以及减振降噪有着重要的指导作用。近年来，随着计算机技术及软件的发展，有限元法(Finite Element Method，FEM)、统计能量分析(Statistic Energy Analysis，SEA)以及边界元(Boundary Element Method，BEM)逐步成为声学计算的主要手段。刘延善等[1]将无网格FEM-BEM应用在舱室空间低频声场计算中并取得了较高的精度；邹春平等[2]结合有限元法与模态综合法对高频下大型船舶结构进行了振动分析，并实现了较小的计算资源对大型结构振动的准确预报；温华兵等[3]使用FE-SEA 混合法验证了空心阻振质量的减振效果。但是，SEA对模态密度的要求使得其在低频下有较大误差，而FEM和BEM对网格尺寸及边界条件的敏感也使得其计算量与误差随着频率指数上升。另一方面，数值计算通常只计算结构声场与能量分布，不能直接对结构声传递进行参数分析，因此在传递机理上，使用波分析法等解析方法更为有效。

Cremer等[4]在其著作《Structure-Borne Sound》中指出，结构振动可以看作沿不同方向传递的不同类型结构波的互相叠加，且结构波在传递过程中遇到任何阻抗突变都会发生反射与透射，同时伴随波形转换。国内外学者在此基础上展开了大量研究。

Kessissoglou[5]研究了外激励下L型板内的能量传递随频率的变化关系，在忽略平面内振动情况下得到能量透射系数随着频率与传递距离的上升而上升的结果；……