金泽宇, 殷彩玉, 谌 勇, 黄修长, 华宏星

(上海交通大学 振动、冲击、噪声研究所,上海 200240;上海交通大学 机械系统与振动国家重点实验室,上海 200240)

随着现代武器的发展和对舰艇生命力要求的提高，对舰艇低辐射噪声和高抗爆炸冲击性能的研究越来越受到各国海军的重视。目前通常在舰艇的艇体表面敷设一层多孔介质覆盖层以达到抗冲隔声的目的。因此研究在水下爆炸冲击波输入情况下，表面敷设覆盖层后对舰艇艇体表面压力波的影响显得极为重要。

波在多层介质传播的问题有过很多研究。书籍[1-2]介绍了许多计算简谐问题的公式，得到了解析和半解析的解。然而这些解不能解决考虑到全部复杂反射和透射情况的波在多层介质中传播的问题。在本文中边值问题是主要考虑的对象，这个问题的解通常采用频域方法或者时域方法。在频域(傅里叶对时间做变换)方法中，波有限元法(WFE method)[3-7]是很好的选择，虽然这些方法会产生数值困难，但可以通过使用一些代数技巧避免。

本文的重点是时域方法，它主要包含了两种方法，一种是数值方法，一种是解析方法。前人做过了许多工作，例如有限时域差分法[8-11]，有限元法(FEM)[12-15]。Desceliers等[16]发展了一种新的数值杂交方法来仿真在给定瞬态载荷的情况下瞬态波在有多层的可以是液体或者固体的半无限介质中传播的问题。对于有限元法，Brasek[17-18]得到了一维有覆盖层的铝结构在阶跃载荷下的瞬态响应，并且研究了在指数波输入情况下的金属结构的响应特性。……