Введение к работе
Актуальность теми. В настоящее время в судостроении расчетные метода проектирования, ориентированные на применение ЗВЙ занимает ведущие позицш. В связи с этим все более актуальной становится проблема разработки современных методов расчетов (точных, приблиіеннмх м численных), отвечавших требованиям высокой точности, надежности и быстродействия и способных решать сложные математические задачи, характерные для области судостроения.
Основными численними методами, инроко использувжимися в расчетной практике, является метод сеток, метод конечных элементов ( ИКЭ ), метод граничных элеыентов (МГЭ) и их модификации. Их применение позволяет получить ревения таких сложных задач судостроения как задачи вибраними излучения судовых конструкций. Но время расчета по этим методам достаточно велика, что ограничивает их применение. Основная причина, увеличивавшая время расчета, это противоречие между фиксированным способом аппроксимации неизвестной функции в применяемом методе расчета с одной стороны и многообразием и сложностьв задач, решаемых этим методом с другой стороны. Поэтому актуальной становится проблема выбора наилучшего способа аппроксимации неизвестной функции для каждой конкретной задачи. Одним из возможных путей решения этой проблемы может быть применение метода вспомогательных источников, используемого для ревения задач расчета вибрации и излучения, Кетпд вспомогательных источников ( ИВИ ), предложенный В. Д. Купрадзе. позволяет получить гладкув и /равномернуи аппроксимации по всей физической области задачи. А правильный выбор местоположения вспомогательных источников позволяет снизить не только обжуй трудоемкость задачи, но повысить точность решения. Целью данной работы является:
-разработка и создание на основе ИВИ эффективного алгоритма режения ряда важных практических задач, связанных с распространением вибрации и звука, таких как задача пересчета полей излучателей из ближней зоны в дальнвв зону, задача о колебаниях осесимметричной оболочки в жидкой среде; -разработка соответствувщего програмного ооеспечения;
-г-
-реиение тестовых и практических задач для определения области эффективности метода вспомогательных источников. Научная новизна. В работе впервые применен метод вспомогательных источников для решения задачи пересчета звуковых полей из ближней зоны в дальни, разработано соответствувщее програмное обеспечение. Проведены численные исследования эксплуатационных характеристик UBH, таких как точность расчета, быстродействие, устойчивость в погрешностям исходных данных. На основании многочисленных расчетов сформулированы рекомендации по применения Шк к задачам пересчета полей. Разработаны алгоритмы поиска наилучшего расположения вспомогательных источников, произведено их тестирование и показана эффективность их работы. Для ревения задачи о колебаниях оболочки в жидкости разработана математическая модель нового полубесконечного элемента типа "оболочка - жидкость", создано соответствуете програмное обеспечение, произведено тестирование и показана эффективность применения нового элемента. Практическая ценность работы. Разработанный метод позволяет производить пересчет реальных звукових полей из ближней зоны в дальнаэ зону при относительно налом числе измерений в ближней зоне и при произвольном расположении точек измерения, что сильно затруднено при использовании других методов пересчета. Алгоритмы определения наилучвего местоположения вспомогательных источников позволят идентифицировать реальные источники излучения звука а также ревать задачи синтеза излучавних систем. Предложенный новый тип конечного элемента позволяет производить трудоемкие расчеты колебаний осеснмметричішх оболочек в акустической жидкости с иеньвими временными затратами, чем при использовании ИКЭ или ШЪ.
Полученные результаты внедрены в ЦНИИ "Океанпрнбор" и в Санкт - Петербургском морском техническом университете, что подтверждается соответствувииии актами внедрения. Апробация работы. Основные положения' и результаты работы были доложены на U национальном молодежном симпозиуме по кораблестроенно (Болгария, Варна, 1989), Научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ЛКИ, 1990, Всесоюзной научно-технической конфереиенции "Проблемы
прочности и снижения металлоемкости корпусных конструкции перспективних транспортных судов и пловучих сооружений" (Ленинград, 1990), Всесовзной научном семинаре "Методи потенциала и конечных элементов в автоматизированных исследованиях инженерных конструкция" (Ленинград, 1330), Всесовзной конференции "Проблемы метрологии гидрофизических измерений" (Москва, 1990), X! Дальневосточной научно-технической конференции "Повреждения и эксплуатационная надежность судовых конструкций" (Владивосток, 1930), семинаре Международной Ассоциации Акустиков (С.-Петербург,1992). Структура и объем диссертации. Работа состоит из Введения, трех глав и заклвчения, изложенных на 112 страницах машинописного текста, содержащих 27 рисунков, 1 таблицу а также списка литературы из 72 наименований.