Page 159 - 《应用声学》2025年第3期

第 44 卷 第 3 期 Vol. 44, No. 3
2025 年 5 月 Journal of Applied Acoustics May, 2025

⋄ 研究论文 ⋄

水下复合材料夹芯层结构十字舵声散射特性

计算与分析 ∗

许苏陈 1 彭子龙 1† 周富霖 2 王重凯 1 郭有松 3 唐宇航 4

(1 江苏科技大学能源与动力学院 镇江 212100)
(2 上海交通大学海洋智能装备与系统教育部重点实验室 上海 200240)
(3 常州工邦振控科技有限公司 常州 213000)
(4 中国人民解放军 92578 部队 北京 100161)
摘要：探讨复合材料夹芯层结构十字舵声散射特性的影响规律，采用传递矩阵法与曲面板块元相结合的方法
预报其声散射和目标强度。以复合材料夹芯层球壳为算例，将上述预报方法计算得到的目标强度结果与有限
元结果进行对比，得到验证、确认。在此基础上，建立了水下复合材料夹芯层十字舵声散射快速预报模型，计
算、分析了多层复合材料泊松比取值精度以及芯层弹性模量、密度和各层铺层角度等对夹芯层结构十字舵的
声散射特性的影响。结果表明：传递矩阵法与曲面板块元法相结合，较快速预报了水下复合材料夹芯层壳体结
构的声散射和目标强度；在水下使用复合材料夹芯层结构代替传统钢质结构，具有良好的声学调控效果；较确
切地预报多层复合材料结构声散射和目标强度，泊松比应取小数点后三位以上。上述方法及计算结果，供预
报、分析水下复合材料多层壳体结构声散射和目标强度参考。
关键词：复合材料夹芯层结构；十字舵；传递矩阵法；曲面板块元；声散射特性；目标强度
中图法分类号: TB564 文献标识码: A 文章编号: 1000-310X(2025)03-0693-11
DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2025.03.018

Calculation and analysis of the acoustic scattering characteristics of a C-rudder
with sandwich structure made of underwater composite materials

1
1
3
1
2
XU Suchen , PENG Zilong , ZHOU Fulin , WANG Zhongkai , GUO Yousong and TANG Yuhang 4
(1 School of Energy & Power Engineering, Jiangsu University of Science & Technology Zhenjiang 212000, China)
(2 Key Laboratory of Marine Intelligent Equipment and System Ministry of Education,
Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China)
(3 Jiangsu Gongbang Vibration Control Technology Co., Ltd., Changzhou 213000, China)
(4 Unit 92578 of the People’s Liberation Army of China (PLA), Beijing 100161, China)

Abstract: Investigating the impact of composite sandwich layer structures on rudder acoustic scattering
characteristics, a method combining the transfer matrix method with curved planar element is used to predict
their acoustic scattering and target strength. Taking a composite sandwich layer spherical shell as an example,
the target strength results calculated by the aforementioned prediction method are compared with finite el-
ement results for validation and confirmation. On this basis, a rapid prediction model for underwater composite

2023-11-26 收稿; 2024-02-29 定稿
国家自然科学基金项目 (52201397), 湖南省自然科学基金面上项目 (2023JJ60544)
∗
作者简介: 许苏陈 (1997– ), 男, 江苏扬州人, 硕士研究生, 研究方向: 水中目标声学特性。
† 通信作者 E-mail: zlp_just@sina.com