近水面有限长谐振动圆柱的远场声学模型研究

作     者：聂睿 李孟捷 辛子豪 高晟馨 NIE Rui;LI Mengjie;XIN Zihao;GAO Shengxin

作者机构：中国船舶集团有限公司第七一〇研究所 清江创新中心 

出 版 物：《数字海洋与水下攻防》 (Digital Ocean & Underwater Warfare)

年 卷 期：2023年第6卷第3期

页      面：338-345页

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

主　　题：自由液面 镜像原理 Graf加法定理 稳相法 

摘      要：提出了求解近水面有限长谐振动圆柱远场声学特性的解析方法。首先，基于镜像原理，以假定虚源模拟自由液面影响；再结合Graf加法定理，将虚、实源各声压项进行合并；声压转换到波数域后，将得到其简洁显示表达式；最后，重要指标——远场辐射声压则利用稳相法进行求取。针对不同声学成分的分类形式，建立了对应计算模型，模型可用于深入研究自由液面影响及结构表面互散射机理。研究结果表明：自由液面的影响可归纳总结为类偶极子效应，且该效应对辐射声与散射声的计算结果均有显著影响，但二者除相似传播规律外还存在不可忽视的相位差；散射声压随散射次数增大将以固定倍率衰减，且衰减速率与圆柱壳浸没深度成正比，但与壳体表面谐振动激励频率成反比。