环形声黑洞(ABHs)最近被提出作为一种潜在的减少圆柱壳振动的手段。后者是海军，航空和工业部门非常常见的结构，因此将ABH应用从平板扩展到弯曲结构似乎值得探索。这项工作的重点是在圆柱壳上嵌入环形ABH压痕以减少向外声辐射的好处。本文的目的是提出一种半解析法来确定ABH壳的声功率、辐射效率、源位置和远场声压，并将其与等厚壳的声功率、辐射效率、远场声压进行比较。采用瑞利-里兹方法中的高斯展开法计算了均匀圆柱壳和ABH的振动场。然后，利用格林函数法在柱坐标系下求解亥姆霍兹方程，得到辐射压力。将圆柱体表面离散成有限尺寸的小辐射体，并利用阻抗矩阵以壳体径向速度计算声压。为了确定圆柱体中负责远场辐射声的区域，使用了超音速声强(SSI)。本文提出了一种可以直接利用先前计算的表面压力和速度分布来计算圆柱壳结构空间SSI的方法。通过有限元模拟对整个方法进行了验证，并给出了声学厚壳的计算结果。报道了临界频率和环频率的作用，分析了声功率、辐射效率和远场声压的谱。结果表明，当圆柱弯曲运动大于周向弯曲运动时，环形ABH可以变得非常有效。ABH内部弯曲波的减速使得结构超音速(相对于声速)在某一点上变成亚音速，这明显降低了壳体的辐射效率。总体而言，本文描述了为什么在圆柱形壳体上嵌入环形ABH可以极大地帮助减少远场辐射声。
在本文中，我们提出了一种半解析方法来表征嵌入环形声后孔(ABHs)的圆柱壳的声辐射。讨论了ABH汽缸外点激励的情况。利用高斯展开法计算了壳层速度分布，利用格林函数在柱坐标系下直接求解亥姆霍兹方程得到了声压通过将圆柱壳划分为多个小辐射体，并利用阻抗矩阵将压力与表面径向速度联系起来，得到了表面声压。为了定位ABH圆柱体表面的声源，提出了一种在空间域中计算超声强度(SSI)的方法。通过有限元仿真验证了该策略的有效性，并用于ABH圆柱声功率级、辐射效率、声强、超声速声强和远场声压的计算。后者已经比较了一个ABH圆柱体和圆柱体均匀厚度。
所进行的模拟的主要结果如下。考虑了较厚的声壳，使临界频率小于环形频率。研究表明，环空ABH对汽缸均方速度(MSV)有较大的影响。对于均匀圆柱体，MSV在临界频率f c之前增大，然后在环频率f R之前基本保持平均不变，一旦超过f R, MSV就迅速减小。
声功率级(SWL)表现出相同的趋势。环形ABH圆柱体的MSV和SWL遵循与均匀圆柱体相同的行为，但水平在临界频率之外降低了约10-15 dB。然而，辐射效率r的趋势却大不相同。而对于均匀壳，r随频率增大，在f c处达到最大值，接近2，然后减小，直到fr，然后在环频率之后几乎保持不变，这种情况在ABH圆柱体中是完全不同的。后者的辐射效率也随频率的增加而增加，但在f c时几乎不超过1，然后在f R后几乎保持不变，最后减小。ABH壳的辐射效率明显小于均匀壳，对声辐射有抑制作用。在声源在壳体表面的位置上，均匀壳体的声源声强和声源声强表现出非常相似的分布规律，而均匀壳体的声源声强和声源声强表现出明显的不同。观察到，一旦超过f c, ABH变得非常有效，声源位于激励点附近。进入ABH的超声速弯曲波一旦超过给定的轴向位置就变成亚音速，其辐射效率急剧降低。总而言之，证明了在圆柱形壳体上嵌入环形ABH可以明显降低远场辐射声。
在完成本文之前，我们想指出，目前的工作只是展示ABHs降低圆柱壳辐射噪声潜力的第一步。在未来的工作中，值得探索不同类型的激励，如分布式机械力、入射声场或湍流边界层的影响。此外，它将有助于检查各种类型的边界条件的影响，以及包括环和轴向加强筋，以保持壳的结构刚度在可接受的值。
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