一般情况下,结构模态分析都是在空气中进行的.对于水下发射的航天器,其动力学环境相当复杂,会受到液体的动力激励或其他非流体激励而有着复杂的流固耦合问题,需要进行水介质中的模态实验与分析,这是该文的主要研究内容.该文结合该专业结构动力学方向的实际科研项目,针对模态实验是在有限边界的实验水池中进行这一特点,探讨了介质对结构模态的影响,并发展了有限元分析方法,所得结果将对工程应用有重要的参考意义.主要的研究工作包括以下方面:研究了水弹性对结构动态特性的影响,用流体运动方程式和结构有限元法建立了结构的水弹性运动方程式,提出了基于附连水质量的水弹性问题有限元解法.采用悬臂梁模型,将解析解与实验相结合,研究了有限流体边界情况下水的刚度和附加质量对结构的动态特性影响,获得了仅采用附连水质量的应用条件.对细长圆柱壳体结构的水下动态特性作了研究,对细长圆柱壳体结构用附连水质量法进行了有限元计算,进行了不同介质中的模态实验,并将实验数据与理论计算的数据进行了相关性分析,进一步检验了采用附连水质量的计算结果和误差范围.将研究结果应用到大型航天器中去,对模态进行了有限元计算,并结合实验数据对计算结果进行了分析,为下一步以有限元计算代替水下模态实验打下了基础.