结构振动和噪声预报及其控制对于民船和军船都是一项十分重要的研究课题。水中结构的声振特性与空气中结构的声振特性有很大不同,主要是因为受流体加载影响较大。目前,大多数研究都是考虑在静止流体中的声振特性,因此,研究流动流体的速度对水中结构声振特性的影响,对于舰船结构振动噪声预报及其控制有着重要的理论意义和实用价值。 基于平均流中结构表面声压的积分方程,采用边界元方法进行离散,并与结构有限元相耦合,得到了流体—结构耦合自由振动方程,并采用共轭子空间迭代算法求得流体—结构耦合系统的特征值。以加筋板和板为例对不同马赫数情况下结构振动固有频率进行了计算分析,数值结果表明:流速对板结构固有频率的影响随着流速的增大而增大;当流体开始流动时,平均流中结构的固有频率与静止流体中结构的固有频率相比较是减小的趋势,但当流速继续增大时,由于流体附加刚度的影响,结构的固有频率也有可能出现增大的情况;流速对刚度较小的板结构的固有频率的影响要远大于对刚度较大的板结构的影响。 文中还对外激励作用下平均流中的加筋板与板结构的振动和声辐射相应进行了计算,比较了不同马赫数下平均流中不同加筋板与板的法向均方速度和结构辐射声功率,数值结果表明:平均流中的结构辐射声功率大于静止流体中结构辐射声功率;随着流速的增加,结构的法向均方速度和辐射声功率均增大,但流速对结构辐射声功率的影响远大于对结构速度均方值的影响;流速对刚度较小的板结构的法向均方速度和辐射声功率影响要大于对刚度较大的板结构的影响。