对于水下结构，流体对结构模态频率的影响主要体现在预应力效应与流固耦合效应两方面。为研究水下壳结构固有频率对这2种效应的敏感度，本文首先计算某水下壳体在空气中的模态，然后研究壳结构在不同水深工作产生的静水压对其固有频率的影响，最后使用声固耦合的方法计算了流固耦合效应下的壳体湿模态。计算结果表明：流固耦合效应占主导因素，但随着壳体工作水深（预应力）的增大，预应力效应对水下壳体频率的影响也逐渐显著。因而，在开展水下结构动力学设计时，不仅要重点考虑流固耦合效应对结构固有频率的影响，还应关注结构实际工作环境下的应力状态，分析其对结构固有频率的影响。
For the underwater structure, the influence of fluid on the modal frequency of underwater structure is mainly reflected in the two aspects of pre-stress effect and fluid-solid interaction effect. In order to study the sensitivity of underwater structure modal frequency to these two effects, this paper firstly study the modal of an underwater shell in the air, then the effect of pre-stress effect on structure modal is analyzed. Finally, the method of acoustic-solid interaction method is used to calculate the wet modal of the shell under the fluid-solid interaction effect. The computed results show that the fluid-solid interaction effects is the dominant factor, but as the depth of the water (pre-stress) increases of the shell works, the effect of pre-stress effect on the frequency of the underwater shell is also becoming apparent. Therefore, in the design of underwater structure dynamics, should not only focus on considering fluid-structure interaction effect of underwater structure vibration, also should pay attention to the stress state of structure in the actual work environment, to analyze its influence on structure vibration
2017,39(8): 47-50 收稿日期：2017-04-08
DOI：10.3404/j.issn.1672-7649.2017.08.010
分类号：TB512
作者简介：胡会朋(1989-)，男，助理工程师，主要从事冲击减震研究
参考文献：
[1] 朱晓芳, 杜志鹏, 金咸定.浸入水中的船舶尾轴架固有频率的计算方法探[J].振动与冲击, 2005, 24(2): 111-115.
[2] 黄玉盈, 刘忠族.求附连水质量的一种直接方法[J].力学实践, 1996, 18(5): 19-21.
[3] 李明, 尹云玉.水下航行体动态响应计算的附加质量探讨[J].导弹与航天运载技术, 2008(4): 16-18.
[4] 傅慧萍, 李杰.附加质量CFD计算方法研究[J].哈尔滨工程大学学报, 2011(2): 148-152.
[5] 蔡继峰, 方新, 梁乃刚.有限长圆柱横向附加质量的计算与工程应用方法[J].科学技术与工程, 2011(17): 3886-3892.
[6] 苏海东, 黄玉盈, 陈琴.片状域流场中三维结构的湿频率和湿模态[J].华中科技大学学报, 2007, 35(1): 121-124.
[7] 李小彭, 赵光辉, 杨皓天.考虑结合面影响的组合梁非线性预应力模态分析[J].振动与冲击, 2014(4): 17-21.
[8] 汪勇, 兰波.液体静水压力对圆柱形储液容器自振频率的影响[J].重庆交通学院学报, 1997(2): 77-81.
[9] 田红莉, 刘志峰, 张乃龙, 等.箱体结构的声固耦合有限元分析[J].机械设计与制造, 2007(7): 24-26.
[10] 姚熊亮, 杨树涛, 张阿漫, 等.水下爆炸载荷作用下鱼雷结构优化设计[J].舰船科学技术, 2009(4): 75-80.
[11] 郑治国, 孙大成, 刘宪亮.用湿模态法进行流固耦合分析时一个问题的探讨[J].华北水利水电学院学报, 1998(2): 22-25.
[12] 杨鸣, 王光军, 段玉康, 等.基于声固耦合法的储液容器湿模态分析[J].四川兵工学报, 2015(5): 152-154.
