—N16—结构振动相似原理及其工程应用李立新1，孟帅2，顾胜健3，李子杰31.上海沪东中华造船（集团）有限公司研发设计院开发研究所结构室，上海200129；2.上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海200240；3.中国船舶集团有限公司第七〇四研究所，上海200031动力学相似是指当两系统的参数满足一定相关条件（相似准则）时，两系统动力学响应也会相似甚至成比例。相似模型试验源自流体力学中的无量纲参数及相似理论，工程师可利用缩比模型测试结果来预报实际结构的流体动力学特性。例如，通过在风洞中的模型测试预测实际飞行器的空气动力学特性，通过在拖曳池船模试验估算实际船舶阻力等。当前相似理论已拓展到结构动力学和声学领域，使工程上可利用缩比模型的测试结果去预报大型复杂结构的振动特性成为可能，不仅能大幅节省研究和试验成本，而且可显著提高理论分析和优化设计的效率。与流体相似不同的是，结构振动相似研究方法除了引入无量纲数外，还包括有量纲分析法、方程无量纲化法及波分析相似等。这些方法在理论分析上有各自的特点，在工程应用上有各自的优势和局限性。随着结构振动研发需求升级，相似原理逐步从全尺度缩比模型相似向畸变模型相似发展，这将进一步促进结构振动相似原理服务于大型复杂工程结构可靠性分析和安全性设计研究中。摘要01振动相似研究的背景现代化船舶因动力性需求开始装备大功率动力装置。随着海洋资源开发进入深海区，海洋平台等结构物为满足动力定位（DynamicPositioning,DP）的需求也开始配备大功率的推进装置。装备大功率动力机械必然会激发高强度结构振动，同时会影响其他设备正常工作并可能导致周边结构的疲劳破坏。此外，结构振动沿船舶结构传递引起的二次声辐射可能会影响到船舶上层建筑舱室的居住环境。需要指出的是，结构振动和噪声问题相较于结构强度问题较为“隐蔽”，因此在设计阶段必须进行详细理论分析并进行试验测试，否则在建造过程中很难发现。当船舶建成并投入运营后，一旦发现振动问题，若再想办法解决或补救不仅需要耗费大量人力和物力，而且一般情况下采用的补救措施均不能达到理想的效果，甚至在某些情况下穷尽现有减振手段也不能从根本上解决问题。因此，精细化的声学设计必须引起工程人员的重视，这就要求设计人员在详细设计阶段通过计算与仿真对船舶及海工结构振动噪声进行精确预报，以确保对结构及设备布置进行及时的优化调整，这必然会促进结构振动基础理论及振动计算方法研究的发展。...
