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船舶潛浮圓柱殼結構聲-振機理/船舶智能化與綠色技術叢書 版權信息
- ISBN：9787030728623
- 條形碼：9787030728623 ; 978-7-03-072862-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
船舶潛浮圓柱殼結構聲-振機理/船舶智能化與綠色技術叢書 內容簡介
水下航行器耐壓體主要采用圓柱殼結構，目前對其聲學品質要求日趨嚴格，因此水下圓柱殼聲-振耦合處理技術與算法至關重要。目前該領域的研究主要是自由聲場模型。但在實際工程中，流場往往受到自由液面的約束，如潛態及浮態。建立潛浮圓柱殼聲-振耦合模型，開展處理技術與算法研究，可充實和完善水下圓柱殼聲-振研究體系。本書結合波傳播法、虛源法、伽遼金法和多坐標系建模等諸多技術，由易到難全方位闡述和剖析潛浮圓柱殼結構的振動及聲輻射性能，旨在揭示潛浮圓柱殼聲-振耦合規律，為積極有效地減振降噪、進一步增強水下航行體的聲隱身性能提供理論、技術和算法基礎。 本書可作為船舶與海洋工程類等專業研究生的輔助教材或參考書，也可作為相關研究者的參考閱讀材料。
船舶潛浮圓柱殼結構聲-振機理/船舶智能化與綠色技術叢書 目錄
目錄
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 國內外研究進展 2
1.2 研究思路及研究內容 9
1.2.1 研究思路 9
1.2.2 研究內容 10
第2章 圓柱殼聲-振耦合中的附連水質量方法 12
2.1 引言 12
2.2 圓柱殼的聲-固耦合模型 12
2.2.1 研究對象 12
2.2.2 圓柱殼振動分析 13
2.2.3 聲場分析 13
2.2.4 聲-振連續條件 14
2.2.5 聲場-圓柱殼耦合振動方程 14
2.3 模態附連水質量 15
2.3.1 速度勢 15
2.3.2 流體動能 16
2.3.3 模態附連水質量 17
2.4 算例分析 17
2.4.1 數值模型參數 17
2.4.2 殼體邊界條件 17
2.4.3 方法驗證 18
2.4.4 模態附連水質量的模態分布 19
2.4.5 殼體邊界條件對水下圓柱殼模態附連水質量的影響 20
2.5 本章小結 22
第3章 潛態圓柱殼聲-振模型與計算分析 23
3.1 引言 23
3.2 聲場-圓柱殼耦合振動分析 23
3.2.1 研究對象 23
3.2.2 流體靜壓 24
3.2.3 計及流體靜壓效應的殼體振動方程 24
3.2.4 靜壓-固有頻率關系及彈性臨界載荷預報 25
3.3 存在自由液面的半空間內聲場分析 28
3.4 流場-圓柱殼的耦合自由振動模型 30
3.4.1 聲場-圓柱殼耦合系統的特征方程 30
3.4.2 模態附連水質量 31
3.5 圓柱殼的受迫振動模型 31
3.5.1 外激勵力 31
3.5.2 流體聲載荷 32
3.5.3 聲場-圓柱殼耦合系統受迫振動方程 32
3.5.4 輸入能量流 33
3.6 圓柱殼的聲輻射模型 33
3.6.1 輻射聲功率 33
3.6.2 遠場輻射聲壓 34
3.7 算例分析 36
3.7.1 自由振動特性 36
3.7.2 輸入能量流特性 51
3.7.3 聲輻射特性 55
3.8 本章小結 64
第4章 淺海圓柱殼聲-振性能計算與分析 66
4.1 引言 66
4.2 剛性底面對水下圓柱殼聲-振特性的影響 66
4.2.1 研究對象 66
4.2.2 結構振動分析 67
4.2.3 剛性底面處的聲學邊界條件 67
4.2.4 存在剛性底面的半空間聲場分析 67
4.2.5 剛性底面附近圓柱殼的自由振動特性分析 68
4.2.6 剛性底面附近圓柱殼的輸入能量流和輻射聲功率 79
4.3 有限深度水域中的聲場分析 84
4.3.1 研究對象 84
4.3.2 聲學邊界條件分析 84
4.3.3 聲場分析 84
4.4 圓柱殼的自由振動特性分析 86
4.4.1 有限深度水域中圓柱殼的自由振動模型 86
4.4.2 有限深度水域中圓柱殼的模態頻率特性 87
4.5 圓柱殼的輸入能量流和輻射聲功率分析 97
4.5.1 有限深度水域中圓柱殼的受迫振動模型 97
4.5.2 有限深度水域中圓柱殼的輸入能量流和聲輻射特性 98
4.6 本章小結 105
第5章 半浸狀態圓柱殼聲-振耦合處理技術 106
5.1 引言 106
5.2 模型介紹 106
5.3 耦合聲-振方程 106
5.3.1 圓柱殼振動方程 106
5.3.2 流體聲載荷 108
5.3.3 外力 109
5.3.4 耦合振動方程 109
5.3.5 遠場輻射聲壓 110
5.4 數值計算 112
5.4.1 截斷項數選取的討論 112
5.4.2 算法驗證 115
5.4.3 遠場輻射聲壓 116
5.4.4 不同激勵位置下圓柱殼結構的輻射聲場 117
5.4.5 不同方位角θ處半浸圓柱殼結構的輻射聲場 121
5.5 半浸狀態下圓柱殼聲輻射快速算法及輸入功率流分析 123
5.5.1 聲輻射快速預報方法 124
5.5.2 輸入功率流分析 130
5.5.3 數值計算及討論 131
5.6 本章小結 132
第6章 圓柱殼-流場的部分耦合聲-振技術與算法 134
6.1 引言 134
6.2 理論推導 134
6.2.1 部分浸沒工況的物理模型 134
6.2.2 部分浸沒工況下聲學邊界條件的處理 135
6.2.3 系統控制方程的建立 136
6.2.4 部分浸沒工況下聲-固耦合交界面速度連續條件的處理 138
6.2.5 控制方程的求解 139
6.2.6 部分充液工況 140
6.3 部分浸沒工況數值分析 141
6.3.1 方法的收斂性分析 141
6.3.2 方法的適用范圍分析 142
6.3.3 自由振動的準確性驗證 144
6.3.4 受迫振動的準確性驗證 145
6.3.5 聲場的準確性驗證 146
6.4 部分充液工況數值分析 146
6.4.1 方法的收斂性分析 146
6.4.2 方法的適用范圍分析 147
6.4.3 自由振動的準確性驗證 149
6.4.4 受迫振動的準確性驗證 149
6.4.5 聲場的準確性驗證 150
6.5 本章小結 151
第7章 一般浮態圓柱殼的聲-振耦合性能 152
7.1 引言 152
7.2 殼體振動理論模型 152
7.3 遠場聲輻射理論模型 156
7.4 方法驗證 158
7.4.1 方法收斂性分析 158
7.4.2 自由振動及受迫振動準確性分析 158
7.4.3 聲場準確性分析 161
7.5 浮態圓柱殼聲-振性能研究 162
7.5.1 模態分析 162
7.5.2 特征深度對固有頻率的影響 165
7.5.3 特征深度對聲輻射性能的影響 166
7.6 部分充液狀態下有限長圓柱殼自振特性研究 167
7.6.1 部分充液圓柱殼理論模型 167
7.6.2 準確性分析 169
7.6.3 部分充液與部分浸沒工況下固有頻率的對比分析 170
7.7 內、外流體介質均與圓柱殼結構部分耦合工況 174
7.8 本章小結 176
第8章 碼頭系泊狀態下圓柱殼聲-振性能 177
8.1 引言 177
8.2 理論分析 177
8.2.1 模型簡介 177
8.2.2 聲-振控制方程 178
8.2.3 聲邊界的處理 178
8.2.4 聲-固耦合邊界的處理 180
8.2.5 控制方程的求解 181
8.3 數值分析 181
8.3.1 收斂性分析 182
8.3.2 準確性分析 182
8.4 碼頭系泊狀態下圓柱殼振動性能分析 184
8.4.1 碼頭壁面及海底邊界對受迫振動的影響 184
8.4.2 剛性邊界對固有頻率的影響 186
8.4.3 碼頭系泊狀態下圓柱殼周向模態振型研究 187
8.5 考慮內流場影響的碼頭系泊圓柱殼模型 189
8.6 考慮海底為吸聲邊界時自振特性分析 190
8.6.1 考慮海底為吸聲邊界時碼頭系泊圓柱殼理論模型 190
8.6.2 不同海底類型對固有頻率的影響 191
8.6.3 圓心到海底吸聲邊界距離D3對固有頻率的影響 192
8.7 碼頭系泊狀態下縱橫加筋圓柱殼自振特性分析 193
8.8 本章小結 196
第9章 有限水域有限長圓柱殼振動特性試驗研究 197
9.1 引言 197
9.2 試驗模型 197
9.2.1 試驗選材 197
9.2.2 傳感器布置方案 197
9.2.3 試驗模型 197
9.3 試驗環境影響因素分析 202
9.3.1 端板的影響 202
9.3.2 流體靜壓的影響 202
9.3.3 傳感器質量的影響 203
9.4 試驗測量方案 204
9.4.1 試驗原理 204
9.4.2 試驗裝置 204
9.4.3 試驗測量步驟 204
9.5 試驗數據分析 206
9.5.1 相干函數分析 206
9.5.2 頻響函數分析 206
9.5.3 理論計算結果與試驗結果的對比分析 207
9.5.4 潛深對有限深度水域中圓柱殼固有振動特性的影響 208
9.6 本章小結 209
第10章 總結與展望 210
10.1 本書主要工作與創新 210
10.1.1 本書主要工作 210
10.1.2 主要創新 211
10.2 研究展望 212
參考文獻 213
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 國內外研究進展 2
1.2 研究思路及研究內容 9
1.2.1 研究思路 9
1.2.2 研究內容 10
第2章 圓柱殼聲-振耦合中的附連水質量方法 12
2.1 引言 12
2.2 圓柱殼的聲-固耦合模型 12
2.2.1 研究對象 12
2.2.2 圓柱殼振動分析 13
2.2.3 聲場分析 13
2.2.4 聲-振連續條件 14
2.2.5 聲場-圓柱殼耦合振動方程 14
2.3 模態附連水質量 15
2.3.1 速度勢 15
2.3.2 流體動能 16
2.3.3 模態附連水質量 17
2.4 算例分析 17
2.4.1 數值模型參數 17
2.4.2 殼體邊界條件 17
2.4.3 方法驗證 18
2.4.4 模態附連水質量的模態分布 19
2.4.5 殼體邊界條件對水下圓柱殼模態附連水質量的影響 20
2.5 本章小結 22
第3章 潛態圓柱殼聲-振模型與計算分析 23
3.1 引言 23
3.2 聲場-圓柱殼耦合振動分析 23
3.2.1 研究對象 23
3.2.2 流體靜壓 24
3.2.3 計及流體靜壓效應的殼體振動方程 24
3.2.4 靜壓-固有頻率關系及彈性臨界載荷預報 25
3.3 存在自由液面的半空間內聲場分析 28
3.4 流場-圓柱殼的耦合自由振動模型 30
3.4.1 聲場-圓柱殼耦合系統的特征方程 30
3.4.2 模態附連水質量 31
3.5 圓柱殼的受迫振動模型 31
3.5.1 外激勵力 31
3.5.2 流體聲載荷 32
3.5.3 聲場-圓柱殼耦合系統受迫振動方程 32
3.5.4 輸入能量流 33
3.6 圓柱殼的聲輻射模型 33
3.6.1 輻射聲功率 33
3.6.2 遠場輻射聲壓 34
3.7 算例分析 36
3.7.1 自由振動特性 36
3.7.2 輸入能量流特性 51
3.7.3 聲輻射特性 55
3.8 本章小結 64
第4章 淺海圓柱殼聲-振性能計算與分析 66
4.1 引言 66
4.2 剛性底面對水下圓柱殼聲-振特性的影響 66
4.2.1 研究對象 66
4.2.2 結構振動分析 67
4.2.3 剛性底面處的聲學邊界條件 67
4.2.4 存在剛性底面的半空間聲場分析 67
4.2.5 剛性底面附近圓柱殼的自由振動特性分析 68
4.2.6 剛性底面附近圓柱殼的輸入能量流和輻射聲功率 79
4.3 有限深度水域中的聲場分析 84
4.3.1 研究對象 84
4.3.2 聲學邊界條件分析 84
4.3.3 聲場分析 84
4.4 圓柱殼的自由振動特性分析 86
4.4.1 有限深度水域中圓柱殼的自由振動模型 86
4.4.2 有限深度水域中圓柱殼的模態頻率特性 87
4.5 圓柱殼的輸入能量流和輻射聲功率分析 97
4.5.1 有限深度水域中圓柱殼的受迫振動模型 97
4.5.2 有限深度水域中圓柱殼的輸入能量流和聲輻射特性 98
4.6 本章小結 105
第5章 半浸狀態圓柱殼聲-振耦合處理技術 106
5.1 引言 106
5.2 模型介紹 106
5.3 耦合聲-振方程 106
5.3.1 圓柱殼振動方程 106
5.3.2 流體聲載荷 108
5.3.3 外力 109
5.3.4 耦合振動方程 109
5.3.5 遠場輻射聲壓 110
5.4 數值計算 112
5.4.1 截斷項數選取的討論 112
5.4.2 算法驗證 115
5.4.3 遠場輻射聲壓 116
5.4.4 不同激勵位置下圓柱殼結構的輻射聲場 117
5.4.5 不同方位角θ處半浸圓柱殼結構的輻射聲場 121
5.5 半浸狀態下圓柱殼聲輻射快速算法及輸入功率流分析 123
5.5.1 聲輻射快速預報方法 124
5.5.2 輸入功率流分析 130
5.5.3 數值計算及討論 131
5.6 本章小結 132
第6章 圓柱殼-流場的部分耦合聲-振技術與算法 134
6.1 引言 134
6.2 理論推導 134
6.2.1 部分浸沒工況的物理模型 134
6.2.2 部分浸沒工況下聲學邊界條件的處理 135
6.2.3 系統控制方程的建立 136
6.2.4 部分浸沒工況下聲-固耦合交界面速度連續條件的處理 138
6.2.5 控制方程的求解 139
6.2.6 部分充液工況 140
6.3 部分浸沒工況數值分析 141
6.3.1 方法的收斂性分析 141
6.3.2 方法的適用范圍分析 142
6.3.3 自由振動的準確性驗證 144
6.3.4 受迫振動的準確性驗證 145
6.3.5 聲場的準確性驗證 146
6.4 部分充液工況數值分析 146
6.4.1 方法的收斂性分析 146
6.4.2 方法的適用范圍分析 147
6.4.3 自由振動的準確性驗證 149
6.4.4 受迫振動的準確性驗證 149
6.4.5 聲場的準確性驗證 150
6.5 本章小結 151
第7章 一般浮態圓柱殼的聲-振耦合性能 152
7.1 引言 152
7.2 殼體振動理論模型 152
7.3 遠場聲輻射理論模型 156
7.4 方法驗證 158
7.4.1 方法收斂性分析 158
7.4.2 自由振動及受迫振動準確性分析 158
7.4.3 聲場準確性分析 161
7.5 浮態圓柱殼聲-振性能研究 162
7.5.1 模態分析 162
7.5.2 特征深度對固有頻率的影響 165
7.5.3 特征深度對聲輻射性能的影響 166
7.6 部分充液狀態下有限長圓柱殼自振特性研究 167
7.6.1 部分充液圓柱殼理論模型 167
7.6.2 準確性分析 169
7.6.3 部分充液與部分浸沒工況下固有頻率的對比分析 170
7.7 內、外流體介質均與圓柱殼結構部分耦合工況 174
7.8 本章小結 176
第8章 碼頭系泊狀態下圓柱殼聲-振性能 177
8.1 引言 177
8.2 理論分析 177
8.2.1 模型簡介 177
8.2.2 聲-振控制方程 178
8.2.3 聲邊界的處理 178
8.2.4 聲-固耦合邊界的處理 180
8.2.5 控制方程的求解 181
8.3 數值分析 181
8.3.1 收斂性分析 182
8.3.2 準確性分析 182
8.4 碼頭系泊狀態下圓柱殼振動性能分析 184
8.4.1 碼頭壁面及海底邊界對受迫振動的影響 184
8.4.2 剛性邊界對固有頻率的影響 186
8.4.3 碼頭系泊狀態下圓柱殼周向模態振型研究 187
8.5 考慮內流場影響的碼頭系泊圓柱殼模型 189
8.6 考慮海底為吸聲邊界時自振特性分析 190
8.6.1 考慮海底為吸聲邊界時碼頭系泊圓柱殼理論模型 190
8.6.2 不同海底類型對固有頻率的影響 191
8.6.3 圓心到海底吸聲邊界距離D3對固有頻率的影響 192
8.7 碼頭系泊狀態下縱橫加筋圓柱殼自振特性分析 193
8.8 本章小結 196
第9章 有限水域有限長圓柱殼振動特性試驗研究 197
9.1 引言 197
9.2 試驗模型 197
9.2.1 試驗選材 197
9.2.2 傳感器布置方案 197
9.2.3 試驗模型 197
9.3 試驗環境影響因素分析 202
9.3.1 端板的影響 202
9.3.2 流體靜壓的影響 202
9.3.3 傳感器質量的影響 203
9.4 試驗測量方案 204
9.4.1 試驗原理 204
9.4.2 試驗裝置 204
9.4.3 試驗測量步驟 204
9.5 試驗數據分析 206
9.5.1 相干函數分析 206
9.5.2 頻響函數分析 206
9.5.3 理論計算結果與試驗結果的對比分析 207
9.5.4 潛深對有限深度水域中圓柱殼固有振動特性的影響 208
9.6 本章小結 209
第10章 總結與展望 210
10.1 本書主要工作與創新 210
10.1.1 本書主要工作 210
10.1.2 主要創新 211
10.2 研究展望 212
參考文獻 213
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船舶潛浮圓柱殼結構聲-振機理/船舶智能化與綠色技術叢書 節選
第1章 緒論 1.1 概述 1.1.1 研究背景 圓柱殼作為一類典型的工程結構，以其優異的幾何特性、力學特性被廣泛地應用于海洋工程、油氣運輸、航空航天等工程領域，例如，水下航行器的耐壓結構就是經典的圓柱殼結構。 隨著船舶科學技術的發展，除強度與剛度外，聲學指標逐漸成為水下結構物設計制造的重要性能參數。水下航行器在驗收之前，均要對其進行海試，并根據海試結果判斷產品聲學質量是否合格。由于條件限制，海試水深一般在數十米范圍，但是水下航行器實際服役的水深一般超過百米，也就是常說的大潛深環境。顯然，海試環境和大潛深環境有著很大的差異，一方面靜水壓力差別較大，另一方面自由液面對結構振動及聲輻射的影響程度也有差異。由此建立起有限潛深環境下圓柱殼聲-振模型，并分析其振動及聲輻射特性，對基于海試結果預報大潛深工況的聲-振性能有著重要的意義。 另外，海試因受海況及天氣的影響，耗費極大。如果海試結果不達標，需將水下航行器運回建造廠整改，費時費力。如果水下航行器在總裝廠下水之初，能在碼頭系泊狀態下開展聲學、振動性能試驗，可依據測試數據進行修正并預報大潛深工況，一方面可以節約成本，另一方面可在產品聲學質量不合格的情況下直接在建造廠整改。因此，建立碼頭系泊狀態（浮態）下的圓柱殼聲-振模型，并揭示其振動及聲輻射機理，未來有望實現產品交付前聲-振性能的快速預報。 上述研究背景*典型的特征就是包含自由液面這類聲學邊界。在自由液面聲邊界約束下的結構-流場耦合系統中，聲邊界的存在會對聲波產生反射作用，這也將導致整個耦合系統的聲-振性能相比于理想的自由聲場環境更為復雜，理論求解的難度也更大。 當圓柱殼結構處于近似無限域的可壓縮理想流體聲介質中時，其振動與聲學特性的研究已形成一套比較清晰的分析思路，國內外研究者已發表了較多的論文。在處理過程中，假設近似無限域流體為可壓縮理想流體，考慮流體聲介質中的縱波，流體聲介質與結構在接觸面的法線方向滿足振動速度連續條件（對于重流體聲介質，尚需計及流體靜壓的影響），這樣就建立了聲場與結構的耦合關系，同時不考慮聲場邊界的影響即不考慮結構輻射聲場的反射問題，降低了數學處理的難度，是一種理想化的聲-振物理模型。 但關于自由液面聲邊界約束下圓柱殼聲-振問題的研究工作相對較少，其中部分浸沒及水下近水面的理論研究工作尤其匱乏。此外，對于碼頭系泊工況，流域還受碼頭壁面、水底泥沙阻抗等聲邊界的約束，對于這類多邊界組合約束下圓柱殼結構聲-振問題的求解更為復雜，且主要依賴于有限元或邊界元等數值手段。但無論是從檢驗數值法的角度還是從揭示系統聲-固耦合機理的角度，解析或半解析方法的研究都有著重要的學術價值及工程意義。本書針對上述問題開展潛浮圓柱殼聲-振耦合模型、處理技術與算法研究，發展水下圓柱殼聲-振研究體系。 本章將對書中所涉及的知識體系、求解技術等進行綜合性闡述，并以文獻綜述的形式概括國內外學者在相關問題研究中的思路及特點，旨在說明本書研究領域的動向及難點，并體現研究工作的價值。 1.1.2 國內外研究進展 1.無限域及全充液工況下圓柱殼聲-振問題的研究 無限域及全充液工況中圓柱殼聲-固耦合問題的主要特點是聲波沿單向行進，不會發生反射、散射或透射。Junger[1-3]較早開展了水下圓柱殼聲-振問題的研究，并指出聲壓負載對結構的影響可以等效為附連水質量以及一定的阻尼。從物理本質上分析，附連水質量產生是因為結構運動時會帶動周圍流體運動，當迫使結構在流體中加速運動時，總要促使一部分流體也做加速運動，因此所需的作用力必須增大，即相當于結構的質量增大。阻尼產生是因為聲波在輻射傳播的過程中會逐步衰減，其本身就是耗散系統，存在輻射阻尼。之后，Junger和Feit[4]撰寫了一部關于聲與結構相互作用的著作，基于模態疊加法、格林函數法等經典方法對板、殼結構的聲輻射、聲散射問題進行了詳細的分析及討論。此外，專著中還介紹了兩類經典的聲學全反射邊界（剛性邊界及聲壓釋放邊界）的處理方法。 Fuller于20世紀80年代開始與其合作者系統地分析了全充液圓柱殼耦合聲-振問題。首先，Fuller和Fahg[5]建立了充液圓柱殼的頻散方程，基于復平面迭代求解技術對充液圓柱殼的頻散特性及各支傳播波所攜帶的能量進行了深入研究，并且討論了殼體壁厚、激勵頻率及殼液密度對頻散特性的影響。 隨后，Fuller[6]基于傅里葉變換及逆變換技術研究了周向線分布力激振下充液圓柱殼的輸入導納，并進一步給出了集中力激勵下的導納表達式。此外，Fuller采用了留數方法處理傅里葉逆變換中波數域的無窮積分問題，計算并討論了前幾階周向波數下頻率對輸入導納的影響。之后，Fuller繼續深入研究了如管內流體激振[7]、管外流場[8]、流體馬赫數[9]等各類復雜情況對充液圓柱殼聲-振特性的影響。 Scott[10]采用樂福（Love）殼體理論和能量法推導了水下無限長圓柱殼的頻散方程，并基于復平面迭代求解技術求解了該頻散方程。 Zhang等[11-13]基于波傳播法對各類邊界條件下圓柱殼-流場耦合系統的自振特性開展研究，并與有限元仿真結果進行對比，驗證了方法的準確性。接著，Zhang和Greenleaf[14]結合一階剪切理論進一步分析了各向異性充液圓柱殼的自振特性，并通過試驗手段驗證了方法的準確性。 Guo[15]基于唐納爾（Donnell）殼體理論提出了一種分析水下圓柱殼聲學問題的近似方法，通過對第三類貝塞爾函數漸近展開來近似求解聲輻射特性，與精確解對比表明該近似方法是準確可靠的。隨后，Guo[16-20]對含有不同內部結構（平板、艙壁等）的水下圓柱殼的聲-振性能開展研究，探討了不同激勵形式（機械激勵、平面波激勵）下圓柱殼結構的聲輻射及聲散射特征。 嚴謹等[21，22]利用波傳播法分析了周期環肋圓柱殼的聲輻射特性及輸入功率流特性，指出水下圓柱殼聲輻射特性在低頻或高頻段更容易受到環肋的影響，中頻段反而影響更小，并通過試驗研究對比驗證了理論研究的準確性。接著，嚴謹等[23，24]進一步研究了雙周期加強形式（艙壁和環肋）的水下圓柱殼輸入能量流特性，研究表明雙周期加強形式的輸入能量流特性及結構中衰減波和傳播波的頻帶特征與加強構件物理、幾何參數相關，說明可以通過改變加強結構間距及剛度來調控輸入能量流。 Yoshikawa等[25，26]對雙層圓柱殼結構的聲振特性進行了理論研究及試驗對比，并分別基于強、弱耦合兩種不同的理論方法對層間流體進行理論分析，分別得到兩種理論下不同的頻散曲線。 何祚鏞[27]系統地分析了經典梁、板、殼結構的振動及聲輻射特性，即采用聲障柱模型結合傅里葉變換技術分析了水下有限長圓柱殼聲輻射。此外，他基于波傳播法分析了無限長周期加肋圓柱殼聲輻射特性。 陳鴻洋等[28，29]采用聲場匹配波疊加方法分析了兩端帶封頭圓柱殼的聲輻射，該方法利用少量的聲壓參考點得到聲場等效源分布位置及強度，然后疊加可預報輻射聲壓。試驗表明，該方法預報聲輻射準確可靠，但主要適用于外形相對簡單的結構。 張超等[30]基于模態疊加法研究了水下縱肋加強圓柱殼振動及聲輻射特性。其中，縱肋假設為鐵摩辛柯（Timoshenko）梁，且考慮了縱肋的彎曲振動、縱向振動和扭轉振動。研究表明，高頻時振動響應在加縱肋后明顯降低且輻射聲功率明顯減小。 王獻忠等[31，32]結合傳遞矩陣法和精細積分法分析了有限長加筋圓柱殼水下聲輻射特性，并討論了環肋數量及兩端邊界條件對聲輻射的影響。 潘安等[33，34]基于Donnell殼體理論分析了周期或準周期加隔板有限長圓柱殼聲散射特性。研究表明：周期性加隔板會產生明顯的隔板共振亮線；準周期加隔板會導致布洛赫-弗洛奎特（Bloch-Floquet）彎曲波和散射聲場背景出現擴散與增強現象。 陳美霞等[35-37]采用有限元耦合邊界元法分析了真空中和水中雙層圓柱殼振動及聲輻射性能，并提出用相似性系數來描述振型的相似程度。研究表明，內、外殼有很強的相似性。此外，他們還研究了加強筋和殼間連接方式對水下雙層殼聲振特性的影響。 謝官模等[38]基于模態展開法和穩相法研究了有縱骨、艙壁和環肋構件的無限長圓柱殼水下聲輻射特性，并討論了縱骨、艙壁和環肋對聲輻射的影響。 Williams等[39]采用無窮級數解研究了無限長及有限長圓柱殼的聲輻射特性，首先將速度勢函數和圓柱殼邊界條件展開為不同特征函數的級數形式，然后根據流-固耦合交界面上速度連續條件得到這兩類特征函數的聯系，*后對無窮級數進行有限截斷即可求解控制方程。研究表明，遠場聲輻射相位角在殼體無限長時存在不連續點，而在殼體有限長時始終連續。 Laulagnet和Gugader[40]采用剛性聲障柱模型分別研究了輕、重流體中有限長圓柱殼的聲輻射特性。通過結合傅里葉變換及格林函數法得到了殼-液耦合控制方程，并探討了輻射損失因子和結構阻尼因子的相對比值對模態的影響，將其區分為“結構阻尼型模態”“均勻阻尼型模態”“輻射阻尼型模態”三類情況。 張俊杰等[41，42]基于嚴格彈性理論研究了水下圓柱殼的功率流特性、聲輻射特性，并將計算結果與采用弗呂格（Flügge）薄殼理論計算得到的計算結果進行對比分析，指出了薄殼理論的殼厚與半徑比值的適用范圍，著重分析了敷設阻尼層的幾何、材料參數對聲-振性能的影響。相關研究結論對水下結構減振降噪具有工程指導意義。 空氣中常常假設無限聲場環境，但水流體中的無限域是不存在的。當深度較大時，近似認為是自由聲場，此時水下圓柱殼還受到外部較大的靜水壓力作用。結構動力學教科書一般把動力系統在靜載下新的平衡位置作為振動問題的坐標原點開展研究，分析結果一般只包含物理量的動態部分而沒有考慮靜態水壓力的影響。當流場的靜壓力不大時，分析結果表明靜壓力對流場-圓柱殼耦合系統的聲-振影響較小，因此許多文獻在分析中忽略了它的影響。較少的文獻考慮了流場靜壓力的影響，謝官模[43]利用能量法分析了靜水壓力對環肋圓柱殼聲輻射的影響，當深度較大時，流場對圓柱殼聲學性能的影響比較明顯。Keitie[44]將靜水壓力產生的圓柱殼初始線應變直接在殼體Flügge方程中體現出來，進而分析了靜水壓力對水下圓柱殼聲-振性能的影響。劉志忠[45]對水下圓柱殼在靜水壓力下的聲-振特性進行了比較系統的研究，著重探討了靜水壓力對耦合系統振動功率流以及聲輻射特性的影響。外壓導致結構剛度弱化，其影響程度與結構臨界載荷的大小相關。在大潛深條件下，靜水壓力會對振動響應和聲輻射產生一定程度的影響。理論上可證明，當結構彈性失穩時，意味著結構剛度消失，振動固有頻率為零。Zhu等[46]基于此特性和聲-固耦合模型，提出了一種預報水下圓柱殼彈性臨界載荷理論值的無損方法。 2.潛態圓柱殼-聲振性能研究 在實際的工程問題中，流域總會存在邊界，例如，自由液面就是十分常見的聲學邊界。此外，還有其他類型的邊界，如系泊時的碼頭剛性底面、海底吸聲邊界等。由于聲邊界的存在，流域中聲波傳播到邊界上會發生反射，而反射波又會回到結構表面發生散射，散射聲觸及聲邊界又會形成回波，繼而在結構表面和聲邊界間來回彈射（互散射效應），并*終形成穩態聲場[47-51]。以水下結構自激振動為例，流場中的穩態聲波由四部分組成，結構的彈性輻射聲、結構的剛性散射聲，以及相對應的彈性輻射聲的回聲、剛性散射聲的回聲。通常在理論計算的過程中，彈性輻射聲和剛性散射聲均滿足亥姆霍茲方程（Helmholtz equation），導致其解的形式也相同，一般不加以區分。例如，采用虛源法研究該問題時，回聲均認為由虛源發出，所以聲壓可根據坐標系分為實源聲和虛源聲[52]。 目前對于半無限域中結構聲-振問題的研究主要還是采用數值解法，如邊界元法、有限元法、邊界積
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