论文导读::提出一种利用水下大型结构体表振动监测数据加权的结构声辐射估算方法,在假定水下大型结构体辐射噪声与若干振动监测点数据之间存在一种多输入单输出的具有收敛特性的函数关系的基础上,采用指数加权方法估算结构声辐射。通过仿真数据与实测数据验证,证明该方法是可行的,有效地,具有转化为工程应用的可行性。
论文关键词:水下大型结构,声辐射,振动数据
引言
一般来说,水下大型结构声辐射估算方面的研究,主要集中在以下几个方面:1)通过解析方法对圆柱壳体等规则目标进行振动声辐射理论和计算,这种方法和研究对于水下结构振动声辐射机理掌握和认识是具有意义的,但是尚不能对复杂弹性结构等的振动声辐射进行估算;2)通过有限元联合边界元、统计能量法等数值分析方法对水下较为复杂的弹性目标振动声辐射进行计算和理论估算;从工程应用角度讲,这些算法面临数值计算量庞大,计算时间长、计算频段受到限制等问题,而且边界条件和参数的确定比较繁琐,虽然对于结构的声学设计是具有一定的参考和指导意义,但是直接应用于工
程实际的实时或准实时估算还具有一定距离。
本文主要利用试验方法,在试验基础上,探讨了一种基于体表振动监测数据的水下大型结构声辐射估算方法物理论文,并对计算结果进行了验证。
1水下大型结构声辐射估算原理
利用试验方法进行水下大型结构声辐射估算的原理就是基于结构内部的噪声和机械振动引起了结构体的振动,这些振动产生压力变化通过海水传播出去,形成整个结构的辐射噪声。要估算结构的声辐射大小,需要进行结构体振动加速度级的测量。结构体总的声辐射取决于内部所有辐射噪声源,包括与水流有关的噪声源、螺旋桨噪声以及机械设备产生的噪声等。
声辐射的计算是根据辐射函数 进行计算的。
(1)
式中:i-—加速度计测量点下标;
j-—方向下标;
-—j方向上点i的辐射函数;
-—j方向上有无穷远处换算为1m的压力;
-—点i的加速度计级;
N-—总的测点数。
以上可以看出:在结构体表面安装一定数量的振动加速度计,在大型水下结构声学航行试验中,通过数据采集装置采集体表振动监测数据 和对应的辐射噪声数据 即可以统计拟和结构体的辐射函数,一旦辐射函数 确定,对于同种类型的水下大型结构体,只要实时监测,即可实时估算辐射噪声 。
2水下大型结构声辐射估算方法
根据章节1提出的原理,假定辐射噪声 与若干监测点数据之间的函数关系是一种多输入单输出的具有收敛特性的传递函数,如e指数函数。通过大量实测数据运算及误差反向传递确定此函数关系中的权值 ,用于结构体辐射噪声估算论文提纲怎么写。该算法主要有以下几个步骤:
①参数设置
设样本库有P个样本,即P个输入-输出对( ),( )。其中 为第 个样本的输入向量 , 为输入向量维数; 为第 个样本的输出向量(期望输出) , 为输出向量维数。实际输出向量为 ,与之对应的输入数据、权值、输出数据个数分别为。 权值; 为第 个阈值。置所有可调参数(权和阈值)为某种形式的较小数值。
②计算权值
权值计算公式为:
(2)
式中传递函数: 。
③计算总误差
取总误差函数为
(3)
若 (允许误差),则停止迭代;否则进行反向迭代计算,调整各连接权值。
④域值和权值调整
利用误差的负梯度来调整连接权,使其输出误差单调减小。在算法结构中,权值和阈值按下列各式调整:
值域:
(4)
(5)
(6)
权值:
(7)
(8)
(9)
因此有
(10)
(11)
上式中, 为调整步长。
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