近水面状态有限长圆柱壳振动特性分析

王鹏　李天匀　朱翔　杨国栋

摘要：基于波传播方法和镜像法，建立了近水面状态圆柱壳一声场耦合模型，并采用數值方法求解耦合系统的特征方程，得到了近水面状态圆柱壳的模态频率。理论分析结果与现有实验测量结果及有限元仿真结果的良好吻合验证了本文理论方法的有效性。数值分析表明：自由液面的存在使得水下圆柱壳结构的模态频率较对应模态下理想全浸没状态结构的模态频率明显增大；随着潜深的增加，自由液面对水下圆柱壳模态频率的影响逐渐减小，当潜深大于4倍壳体半径时，自由液面的影响可以忽略。

关键词：船舶动力学；近水面状态圆柱壳；自由液面；镜像法；波传播法