中文摘要：

从"螺旋桨激励下艇体结构振动与声辐射问题"工程实际问题抽象成本项目研究的"纵向激励下水下加筋圆锥壳振动与声辐射性能"数理问题，采用解析方法、模型试验对其机理进行研究，主要研究内容① 基于幂级数法和基于等效圆柱壳理论的水下加筋圆锥壳振动与声辐射理论研究；② 着眼于半锥角、结构参数及纵向激励力偏心的影响，研究水下加筋圆锥壳结构振声特性及机理；研究纵向激励力与等幅值偶极子声源作用下圆锥壳振声性能；③ 从锥顶角、"泊松效应"、流固耦合等方面，对比研究纵向力激励、垂向力激励下圆锥壳、圆柱壳声振特性，探索两者机理异同；④ 水下加筋圆锥壳、圆柱壳振动与声辐射模型试验及数值分析。本项目为螺旋桨激励下艇体结构振动声辐射问题的研究提供一种新的思路和方法，具有原创性，研究成果能够为螺旋桨激励下潜艇纵向振动特性、艉部结构声学设计、推力轴承的声学设计提供了理论指导，具有重要的工程和军事意义。

结论摘要：

航行状态下，螺旋桨产生的脉动压力是引起潜艇辐射噪声的主要激励之一，这种激励引起潜艇辐射噪声与潜艇艉部结构密切相关，因而“螺旋桨激励下艇体的振动声辐射问题”可简化为“纵向激励水下加筋圆锥振动声辐射问题”。在此背景下，以加筋圆锥壳为研究对象，基于幂级数法建立了水下加筋圆锥壳振动声辐射运动方程，通过与有限元/边界元对比验证了该方法的正确性，并采用Matlab编制了加筋圆锥壳声振计算软件。以圆锥壳强度分析中等效圆柱壳理论为基础，采用波动法建立了水下等效圆柱壳声振耦合方程。分析了大小端半径比A、半锥角B、母线长与平均半径比C和壳体厚度等参数对等效精度的影响A、B和C是影响等效精度三个主要因素；B相同时，A和C越小等效精度越高。采用幂级数法研究了半锥角、壳体厚度、加筋等结构参数及对称轴向激励、非对称轴向激励对加筋圆锥壳声振特性影响，结果表明对称激励只能激起结构轴对称模态，其声振响应明显小于非对称激励。考虑到经典公式无法准确描述偶极子近场辐射声压，提出了一种求解偶极子作用下加筋圆锥壳振动声辐射的半解析半数值方法采用Virtual.Lab软件计算得到偶极子作用于刚性圆锥壳表面声压，将其等效为分布力后采用幂级数法求解。通过与有限元/边界元计算得到结果对比，验证半解析半数值正确性。对比了对称轴向激励、非对称轴向激励及偶极子激励三种激励下加筋圆锥壳的声振特性，结果表明非对称轴向激励激起的结构声振响应高于对称轴向激励和偶极子激励，而偶极子激励最小。最后，设计建造了加筋圆锥壳和等效加筋圆柱壳模型，并进行了垂向激励、纵向中心激励和纵向偏心激励下水下加筋圆锥壳和圆柱壳声振试验。试验和解析法对比结果验证了本课题方法的正确性；加筋圆锥壳和加筋圆柱壳振动声辐射对比结果表明低频时圆锥壳和圆柱壳结果一致，进一步说明了等效圆柱壳理论的合理性；高频率时圆锥壳的振动辐射声压高于圆柱壳。本课题完成时，发表论文25篇，其中SCI收录6篇、EI收录7篇。