水下航行体噪声预测：奇异分解与自适应BEM算法

"这篇论文是2011年发表在《计算力学学报》上的科研成果，主题聚焦于水下航行体机械噪声的预测技术。研究人员提出了一种改良的声学边界元法（M-BEM），该方法专门针对水下航行器发动机振动产生的近场辐射噪声进行精确计算。论文中，作者们运用了奇异分解技术和自适应边界元积分算法来解决Helmholtz积分方程在处理近场声压时遇到的超奇异积分和奇异积分问题。" 正文： 这篇研究论文详细介绍了如何通过改进的声学边界元法（M-BEM）来提高水下航行体噪声预报的准确性。在水下噪声控制领域，Helmholtz方程是一个基础工具，但其求解过程中常常遇到挑战，尤其是当遇到超奇异积分和奇异积分时。论文中，作者魏应三倡、王永生和聂沛军采取了两种策略来应对这些问题：一是利用奇异分解技术，二是应用自适应边界元积分算法。这两种技术的结合使得求解近场声压问题更为精确。 论文通过一个脉动球源的声辐射算例来验证所提方法的有效性，结果表明数值解与精确解之间的误差小于1.5dB，这证明了新方法的高精度。接下来，研究人员将新方法与有限元方法结合，考虑了流固耦合作用，以此预报水下航行体的机械振动噪声，并实现了航行体近场声场的可视化，能准确定位主要的噪声源。 进一步的研究集中在航行体的辐射声功率谱上，论文对突出的线谱噪声进行了定量分析。为了降低特定频率的噪声，他们调整了发动机环形隔振圈的刚度，这种设计变化导致声功率向更宽的频率范围转移，从而有效抑制了线谱噪声，达到减振降噪的效果。 这篇论文的工作对于提升水下航行器的噪声控制水平具有重要意义，特别是在减少机械噪声和优化声学性能方面。通过科学的计算方法和创新的设计策略，研究者展示了如何系统地理解和改善水下航行器的噪声问题，为未来的噪声控制研究提供了有价值的参考。同时，这项工作也得到了国家自然科学基金的支持，彰显了其在学术领域的价值。