<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.1 20151215//EN" "http://jats.nlm.nih.gov/publishing/1.1/JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.1">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="pmc">CMES</journal-id>
<journal-id journal-id-type="nlm-ta">CMES</journal-id>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">CMES</journal-id>
<journal-title-group>
<journal-title>Computer Modeling in Engineering &#x0026; Sciences</journal-title>
</journal-title-group>
<issn pub-type="epub">1526-1506</issn>
<issn pub-type="ppub">1526-1492</issn>
<publisher>
<publisher-name>Tech Science Press</publisher-name>
<publisher-loc>USA</publisher-loc>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">21026</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.32604/cmes.2022.021026</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Article</subject>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Vibration and Sound Radiation of Cylindrical Shell Covered with a Skin Made of Micro Floating Raft Arrays Excited by Turbulence</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Vibration and Sound Radiation of Cylindrical Shell Covered with a Skin Made of Micro Floating Raft Arrays Excited by Turbulence</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">Vibration and Sound Radiation of Cylindrical Shell Covered with a Skin Made of Micro Floating Raft Arrays Excited by Turbulence</alt-title>
</title-group>
<contrib-group content-type="authors">
<contrib id="author-1" contrib-type="author" corresp="yes">
<name name-style="western"><surname>Zhao</surname><given-names>Dan</given-names>
</name><xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref><email>zhaodan@hrbeu.edu.cn</email></contrib>
<contrib id="author-2" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Wu</surname><given-names>Qiong</given-names>
</name><xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref></contrib>
<contrib id="author-3" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Gan</surname><given-names>Minyao</given-names>
</name><xref ref-type="aff" rid="aff-2">2</xref></contrib>
<contrib id="author-4" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Li</surname><given-names>Ke</given-names>
</name><xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref></contrib>
<contrib id="author-5" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Ma</surname><given-names>Wenhong</given-names>
</name><xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref></contrib>
<contrib id="author-6" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Wu</surname><given-names>Qun</given-names>
</name><xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref></contrib>
<contrib id="author-7" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Dong</surname><given-names>Liqiang</given-names>
</name><xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref></contrib>
<contrib id="author-8" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Liu</surname><given-names>Shaogang</given-names>
</name><xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref></contrib>
<aff id="aff-1"><label>1</label><institution>College of Mechanical and Electrical Engineering, Harbin Engineering University</institution>, <addr-line>Harbin, 150001</addr-line>, <country>China</country></aff>
<aff id="aff-2"><label>2</label><institution>Shanghai Marine Equipment Research Institute</institution>, <addr-line>Shanghai, 200031</addr-line>, <country>China</country></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>&#x002A;</label>Corresponding Author: Dan Zhao. Email: <email>zhaodan@hrbeu.edu.cn</email></corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub" date-type="pub" iso-8601-date="2022-09-19"><day>19</day>
<month>09</month>
<year>2022</year></pub-date>
<volume>134</volume>
<issue>3</issue>
<fpage>2041</fpage>
<lpage>2055</lpage>
<history>
<date date-type="received">
<day>23</day>
<month>12</month>
<year>2021</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>26</day>
<month>4</month>
<year>2022</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>&#x00A9; 2022 Zhao et al.</copyright-statement>
<copyright-year>2023</copyright-year>
<copyright-holder>Zhao et al.</copyright-holder>
<license xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>This work is licensed under a <ext-link ext-link-type="uri" xlink:type="simple" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">Creative Commons Attribution 4.0 International License</ext-link>, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.</license-p>
</license>
</permissions>
<self-uri content-type="pdf" xlink:href="TSP_CMES_21026.pdf"></self-uri>
<abstract>
<p>To reduce the vibration and sound radiation of underwater cylindrical shells, a skin composed of micro floating raft arrays and a compliant wall is proposed in this paper. A vibroacoustic coupling model of a finite cylindrical shell covered with this skin for the case of turbulence excitation is established based on the shell theories of Donnell. The model is solved with the modal superposition method to investigate the effects of the structural parameters of micro floating raft elements on the performance of reducing vibration and sound radiation of the cylindrical shell of this skin. The results indicate that increasing the stiffness ratio, damping ratio, mass ratio, or decreasing the interval between micro floating raft elements can improve the vibration and sound radiation reduction performance of this skin over the frequency range 0&#x007E;2000 Hz. Moreover, the mean quadratic velocity level and sound radiation power level of the finite cylindrical shell with this skin can be reduced by 12.00 dB and 9.65 dB respectively compared to the finite cylindrical shell with homogeneous viscoelastic coating in the frequency range from 0&#x007E;2000 Hz, implying a favorable performance of this skin for reducing the vibration and sound radiation of cylindrical shells.</p>
</abstract>
<kwd-group kwd-group-type="author">
<kwd>Finite cylindrical shell</kwd>
<kwd>vibration and sound radiation</kwd>
<kwd>noise reduction</kwd>
<kwd>turbulent pulsating pressure</kwd>
<kwd>micro floating raft</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>The vibration and sound radiation of underwater cylindrical shells are always the main research contents in mechanics and acoustics because the cylindrical shell is the main structure of the great majority of underwater vehicles [<xref ref-type="bibr" rid="ref-1">1</xref>]. In order to reduce the vibration and sound radiation of the cylindrical shell, active vibration control [<xref ref-type="bibr" rid="ref-2">2</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-3">3</xref>], dynamic absorbers [<xref ref-type="bibr" rid="ref-4">4</xref>], circumferential ribs [<xref ref-type="bibr" rid="ref-5">5</xref>], lateral reinforced plates [<xref ref-type="bibr" rid="ref-6">6</xref>] and compliant layer [<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-8">8</xref>] have been employed in the past. Among them, a compliant layer is widely used due to the stronger plasticity in structural design and lower cost in manufacturing. Laulagnet et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-9">9</xref>] presented a mathematical model in order to investigate the sound radiation from a finite cylindrical shell covered with a compliant layer, indicating that a compliant layer with reasonable stiffness can reduce the radiated power in a large frequency domain. Liu&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-10">10</xref>] focused on the vibration and acoustic radiation of a finite cylindrical shell, which is partially covered with circumferentially laid compliant layers and immersed in an infinite heavy fluid medium. It is found that the axisymmetry of the coatings has an effect on the radiated power of the partially covered shell. Huang&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-11">11</xref>] presented an optimal design of acoustic coating with complex-shaped cavities based on a combining use of the analytical vibroacoustic model and a differential evolution algorithm to explore the better performance of sound radiation reduction. As can be seen, the compliant layer is an effective method to control the vibration and sound radiation of cylindrical shells and the optimal design of the compliant layer is one of the major research directions.</p>
<p>A floating raft isolation system has been widely applied to reduce the multi-point vibration of power units inside the ship [<xref ref-type="bibr" rid="ref-12">12</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-14">14</xref>]. Li&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-15">15</xref>] analyzed the power flow of a floating raft isolation system by using the Green function, demonstrating a satisfactory vibration-reduction effect of the floating raft system. Liu&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-16">16</xref>] studied the influence of the floating raft isolation system on the vibration characteristics of the marine pump, indicating the maximum vibration intensity of the pump is reduced by 88% after installing the floating raft damping system. Li&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-17">17</xref>] focused on the effects of the geometric parameters of a floating raft on isolation performance. The results show that the structural parameters of middle mass have an impact on isolation performance. Fang&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-18">18</xref>] investigated the vibration reduction characteristic of the floating raft with a periodic structure, demonstrating the same quality of the periodic floating raft has a better isolation effect than that of the single floating raft.</p>
<p>Considering the limitations of the current vibration and sound radiation reduction technology and the similarity between the multi-point excitation on the floating raft system and the turbulence excitation, a skin made of micro floating raft arrays and compliant layer (will be abbreviated as floating raft skin in following) is proposed. The structure is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-1">Fig. 1</xref>, where the upper layer is the compliant wall and the lower layer is micro floating raft arrays.</p>
<fig id="fig-1">
<label>Figure 1</label>
<caption>
<title>The structure of a skin made of micro floating raft arrays</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_21026-fig-1.png"/>
</fig>
<p>Consisting of a compliant wall and micro floating raft arrays, the floating raft skin has several adjustable parameters such as stiffness ratio and damping ratio. It is expected to have a better performance in controlling turbulent coherent structures, so as to reduce vibration and sound radiation of underwater cylindrical. The micro floating raft element not only can absorb and attenuate elastic wave directly, but also can form different periodic structure due to its adjustable interval and size, so that changing the noise suppression bands and bandwidths of the floating raft skin and realizing the function of reducing vibration and sound radiation. The proposal of this novel skin not only is helpful to improve the vibration and sound radiation performance of underwater cylindrical, but also makes a beneficial exploration in related theory and application.</p>
<p>The remainding part of this paper is organized as follows. In <xref ref-type="sec" rid="s2">Section 2</xref>, the mathematical model of a finite cylindrical shell covered with floating raft skin is established based on the shell theories of Donnell and it is solved with modal superposition method. In <xref ref-type="sec" rid="s3">Section 3</xref>, the relationship between the performance of the floating raft skin to reduce the vibration and sound radiation of cylindrical shells and the structural parameters of micro floating raft elements is investigated. The difference in the performance for reducing vibration and sound radiation of cylindrical shells between the floating raft skin and homogeneous viscoelastic coating is also discussed in <xref ref-type="sec" rid="s3">Section 3</xref>. Finally, the conclusion of this paper is drawn in <xref ref-type="sec" rid="s4">Section 4</xref>.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<label>2</label>
<title>Modelling and Solving</title>
<sec id="s2_1">
<label>2.1</label>
<title>Mathematical Modelling</title>
<p>In order to investigate the vibration and the sound radiation performance of the floating raft skin, a mathematical model of the cylindrical shell covered with the floating raft skin should be established. Here, the cylindrical shell covered with the floating raft skin is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-2">Fig. 2</xref>, whose thickness divided by radius is less than 5%, is thin with radius <inline-formula id="ieqn-1"><mml:math id="mml-ieqn-1"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and length <italic>L</italic>; <italic>l</italic> is the distance between any two micro floating raft elements. Between the compliant and the cylindrical shell, there is an internal fluid. Among them, the micro floating raft element consists of upper and lower spring-damping elements and a middle mass. This shell is submerged in finite external fluid domain in which the sound velocity is <inline-formula id="ieqn-2"><mml:math id="mml-ieqn-2"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and the fluid density is <inline-formula id="ieqn-3"><mml:math id="mml-ieqn-3"><mml:msub><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, where <italic>h</italic> is the thickness of the compliant wall, <inline-formula id="ieqn-4"><mml:math id="mml-ieqn-4"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the radius of the compliant wall.</p>
<fig id="fig-2">
<label>Figure 2</label>
<caption>
<title>Cylindrical shell covered with the floating raft skin</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_21026-fig-2.png"/>
</fig>
<p>Based on the shell theories of Donnell [<xref ref-type="bibr" rid="ref-19">19</xref>], the vibration equation of the compliant wall can be set up</p>
<p><disp-formula id="eqn-1"><label>(1)</label><mml:math id="mml-eqn-1" display="block"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>p</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>p</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mstyle></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-5"><mml:math id="mml-ieqn-5"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-6"><mml:math id="mml-ieqn-6"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-7"><mml:math id="mml-ieqn-7"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are the axial, circumferential and radial displacements of the compliant wall respectively with <italic>x</italic>, <inline-formula id="ieqn-8"><mml:math id="mml-ieqn-8"><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <italic>r</italic> are the axial, circumferential and radial directions, respectively; <inline-formula id="ieqn-9"><mml:math id="mml-ieqn-9"><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the Poisson&#x2019;s ratio of the compliant wall, <inline-formula id="ieqn-10"><mml:math id="mml-ieqn-10"><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the mass density of the compliant wall, <italic>E</italic> is the Young&#x0027;s modulus of the compliant wall; <italic>t</italic> is the time; <italic>f</italic>, <inline-formula id="ieqn-11"><mml:math id="mml-ieqn-11"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-12"><mml:math id="mml-ieqn-12"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-13"><mml:math id="mml-ieqn-13"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are the support force of micro floating raft array, the radial pressure of the internal fluid, the radial pressure of the external fluid and the excitation of turbulence, respectively; <inline-formula id="ieqn-14"><mml:math id="mml-ieqn-14"><mml:msup><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> is the thickness factor of the compliant wall; <inline-formula id="ieqn-15"><mml:math id="mml-ieqn-15"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:msqrt></mml:math></inline-formula> is the longitudinal wave velocity of the plate expanded by the compliant wall.</p>
<p>The displacements of the compliant wall are expanded with the modal expansion method, as follows:</p>
<p><disp-formula id="eqn-2"><label>(2)</label><mml:math id="mml-eqn-2" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></disp-formula>where <italic>m</italic> and <italic>n</italic> are the axial and circumferential mode number, respectively; <inline-formula id="ieqn-17"><mml:math id="mml-ieqn-17"><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>; <inline-formula id="ieqn-18"><mml:math id="mml-ieqn-18"><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> is harmonic time factor with the imaginary unit <italic>i</italic> and the circular frequency <inline-formula id="ieqn-19"><mml:math id="mml-ieqn-19"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Similarly, the support force of micro floating raft array, the radial pressure of the internal fluid, the radial pressure of the external fluid and the excitation of turbulence are expanded, as follows:</p>
<p><disp-formula id="eqn-3"><label>(3)</label><mml:math id="mml-eqn-3" display="block"><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>f</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-20"><mml:math id="mml-ieqn-20"><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-21"><mml:math id="mml-ieqn-21"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-22"><mml:math id="mml-ieqn-22"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-23"><mml:math id="mml-ieqn-23"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are undetermined coefficients.</p>
<p>Substituting <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-2">Eqs. (2)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">(3)</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">Eq. (1)</xref>, the modal vibro-acoustic coupling equation of the compliant wall is formulated as follows:</p>
<p><disp-formula id="eqn-4"><label>(4)</label><mml:math id="mml-eqn-4" display="block"><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where the matrix <inline-formula id="ieqn-24"><mml:math id="mml-ieqn-24"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is shown as follows:</p>
<p>when <italic>n</italic> &#x003D; 1,2,3&#x2026;, <inline-formula id="ieqn-25"><mml:math id="mml-ieqn-25"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>p</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>p</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>p</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></p>
<p>when <italic>n</italic> &#x003D; 0, <inline-formula id="ieqn-26"><mml:math id="mml-ieqn-26"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>p</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>p</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></p>
<p>Solving the <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">Eq. (4)</xref> by separating variable methods leads to the radial modal vibration equation of the compliant wall</p>
<p><disp-formula id="eqn-5"><label>(5)</label><mml:math id="mml-eqn-5" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-27"><mml:math id="mml-ieqn-27"><mml:msubsup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> is the mechanical impedance of the compliant wall with</p>
<p><inline-formula id="ieqn-28"><mml:math id="mml-ieqn-28"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>p</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi>n</mml:mi><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi>n</mml:mi><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>p</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> when <italic>n</italic> &#x003D; 1,2,3&#x2026; and <inline-formula id="ieqn-29"><mml:math id="mml-ieqn-29"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>p</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> when <italic>n</italic> &#x003D; 0.</p>
<p>To attain the numerical solution of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-5">Eq. (5)</xref>, the coefficients <inline-formula id="ieqn-30"><mml:math id="mml-ieqn-30"><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-31"><mml:math id="mml-ieqn-31"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-32"><mml:math id="mml-ieqn-32"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-33"><mml:math id="mml-ieqn-33"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> which can be expressed as follows need to be solved firstly</p>
<p><disp-formula id="eqn-6"><label>(6)</label><mml:math id="mml-eqn-6" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>f</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-34"><mml:math id="mml-ieqn-34"><mml:msub><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the Neumann factor, when <inline-formula id="ieqn-35"><mml:math id="mml-ieqn-35"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-36"><mml:math id="mml-ieqn-36"><mml:msub><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>; when <inline-formula id="ieqn-37"><mml:math id="mml-ieqn-37"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-38"><mml:math id="mml-ieqn-38"><mml:msub><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>The bearing condition of the <italic>j-th</italic> compliant wall element is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-3">Fig. 3</xref>, where <inline-formula id="ieqn-39"><mml:math id="mml-ieqn-39"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-40"><mml:math id="mml-ieqn-40"><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-41"><mml:math id="mml-ieqn-41"><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-42"><mml:math id="mml-ieqn-42"><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> mean the support force of micro floating raft array, the radial pressure of internal fluid, the radial pressure of the external fluid and the excitation of turbulence acting on the <italic>j-th</italic> compliant wall element, respectively; <inline-formula id="ieqn-43"><mml:math id="mml-ieqn-43"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-44"><mml:math id="mml-ieqn-44"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-45"><mml:math id="mml-ieqn-45"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-46"><mml:math id="mml-ieqn-46"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-47"><mml:math id="mml-ieqn-47"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are the stiffness of upper spring, the coefficient of upper damping, the middle mass, the stiffness of lower spring and the coefficient of lower damping, respectively; <inline-formula id="ieqn-48"><mml:math id="mml-ieqn-48"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the mass of <italic>j-th</italic> compliant wall element.</p>
<fig id="fig-3">
<label>Figure 3</label>
<caption>
<title>The <italic>j-th</italic> compliant wall corresponding to micro floating raft element</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_21026-fig-3.png"/>
</fig>
<p>The dynamic equation of the <italic>j-th</italic> compliant wall element is</p>
<p><disp-formula id="eqn-7"><label>(7)</label><mml:math id="mml-eqn-7" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x00A8;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x00A8;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>The support force of micro floating raft element can be solved according to <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-7">Eq. (7)</xref></p>
<p><disp-formula id="eqn-8"><label>(8)</label><mml:math id="mml-eqn-8" display="block"><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></disp-formula></p>
<p>The support force of the micro floating raft array equals the sum of the support forces of micro floating raft elements, as shown as follows:</p>
<p><disp-formula id="eqn-9"><label>(9)</label><mml:math id="mml-eqn-9" display="block"><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-49"><mml:math id="mml-ieqn-49"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the number of micro floating raft elements.</p>
<p>Combining <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-9">Eq. (9)</xref> with <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-6">Eq. (6)</xref>, the coefficient of the support force of the micro floating raft array is</p>
<p><disp-formula id="eqn-10"><label>(10)</label><mml:math id="mml-eqn-10" display="block"><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-50"><mml:math id="mml-ieqn-50"><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the additional impedance caused by micro floating raft array, as shown as follows:</p>
<p><disp-formula id="eqn-11"><label>(11)</label><mml:math id="mml-eqn-11" display="block"><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
<p>The compliant wall vibrates due to the excitation of turbulence, leading to the vibration of the internal fluid. The radial pressure of internal fluid satisfies the Helmholtz equation [<xref ref-type="bibr" rid="ref-20">20</xref>].</p>
<p><disp-formula id="eqn-12"><label>(12)</label><mml:math id="mml-eqn-12" display="block"><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2207;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-51"><mml:math id="mml-ieqn-51"><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2207;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> is Laplacian operator; <inline-formula id="ieqn-52"><mml:math id="mml-ieqn-52"><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> is the number of acoustic wave.</p>
<p>It can be seen from <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">Eq. (3)</xref></p>
<p><disp-formula id="eqn-13"><label>(13)</label><mml:math id="mml-eqn-13" display="block"><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></disp-formula></p>
<p>Substituting <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-13">Eq. (13)</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-12">Eq. (12)</xref>, the formal solution of <inline-formula id="ieqn-53"><mml:math id="mml-ieqn-53"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> can be obtained by using the separated variable method.</p>
<p><disp-formula id="eqn-14"><label>(14)</label><mml:math id="mml-eqn-14" display="block"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-54"><mml:math id="mml-ieqn-54"><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:msqrt></mml:math></inline-formula>; <inline-formula id="ieqn-55"><mml:math id="mml-ieqn-55"><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:msqrt></mml:math></inline-formula>; <inline-formula id="ieqn-56"><mml:math id="mml-ieqn-56"><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-57"><mml:math id="mml-ieqn-57"><mml:msub><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are the first kind and the second kind of Bessel function; <inline-formula id="ieqn-58"><mml:math id="mml-ieqn-58"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-59"><mml:math id="mml-ieqn-59"><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> the first kind and the second kind of modified Bessel function; <inline-formula id="ieqn-60"><mml:math id="mml-ieqn-60"><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-61"><mml:math id="mml-ieqn-61"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are undetermined coefficients.</p>
<p>The boundary condition of the internal fluid radial pressure is shown as followes:</p>
<p><disp-formula id="eqn-15"><label>(15)</label><mml:math id="mml-eqn-15" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>Substituting <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-14">Eq. (14)</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-15">Eq. (15)</xref> can we solve the coefficients <inline-formula id="ieqn-62"><mml:math id="mml-ieqn-62"><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-63"><mml:math id="mml-ieqn-63"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, leading to the coefficient <inline-formula id="ieqn-64"><mml:math id="mml-ieqn-64"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-16"><label>(16)</label><mml:math id="mml-eqn-16" display="block"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width=".5em" /></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-65"><mml:math id="mml-ieqn-65"><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the radiation impedance of internal fluid.</p>
<p><disp-formula id="eqn-17"><label>(17)</label><mml:math id="mml-eqn-17" display="block"><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>The radial pressure of the external fluid at <inline-formula id="ieqn-66"><mml:math id="mml-ieqn-66"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="italic">,</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="italic">,</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> also satisfies the Helmholtz equation</p>
<p><disp-formula id="eqn-18"><label>(18)</label><mml:math id="mml-eqn-18" display="block"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2207;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula></p>
<p>By the method of separation of variables and the x-dimensional Fourier transform, the equation of <inline-formula id="ieqn-67"><mml:math id="mml-ieqn-67"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x223C;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be obtained</p>
<p><disp-formula id="eqn-19"><label>(19)</label><mml:math id="mml-eqn-19" display="block"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mover><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x223C;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula></p>
<p>The formal solution of <inline-formula id="ieqn-68"><mml:math id="mml-ieqn-68"><mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x223C;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> can be expressed as the sum of the first kind of Hankel functions</p>
<p><disp-formula id="eqn-20"><label>(20)</label><mml:math id="mml-eqn-20" display="block"><mml:msub><mml:mover><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x223C;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msqrt><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:msqrt><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mover><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x223C;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-69"><mml:math id="mml-ieqn-69"><mml:msub><mml:mover><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x223C;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>The radiation pressure of external fluid satisfies the boundary condition</p>
<p><disp-formula id="eqn-21"><label>(21)</label><mml:math id="mml-eqn-21" display="block"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mover><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x223C;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi></mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x223C;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-70"><mml:math id="mml-ieqn-70"><mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x223C;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the x-dimensional Fourier transform of <inline-formula id="ieqn-71"><mml:math id="mml-ieqn-71"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Substituting <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-20">Eq. (20)</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-21">Eq. (21)</xref>, and carries on the Fourier transform treatment, so <inline-formula id="ieqn-72"><mml:math id="mml-ieqn-72"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is solved</p>
<p><disp-formula id="eqn-22"><label>(22)</label><mml:math id="mml-eqn-22" display="block"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-73"><mml:math id="mml-ieqn-73"><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the mutual radiation impedance between (<italic>q, n</italic>) and (<italic>m, n</italic>) order modes, as shown as follows:</p>
<p><disp-formula id="eqn-23"><label>(23)</label><mml:math id="mml-eqn-23" display="block"><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">qmn</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="bold" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msqrt><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>R</mml:mi></mml:msqrt><mml:mo mathvariant="bold" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:msqrt><mml:msubsup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="bold" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msqrt><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>R</mml:mi></mml:msqrt><mml:mo mathvariant="bold" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></disp-formula></p>
<p>The turbulent excitation is expressed by Corcos model</p>
<p><disp-formula id="eqn-24"><label>(24)</label><mml:math id="mml-eqn-24" display="block"><mml:msub><mml:mover><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x223C;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula>where the specific parameter can be found in Ko [<xref ref-type="bibr" rid="ref-21">21</xref>].</p>
<p>Inverse Fourier transform is used for <inline-formula id="ieqn-74"><mml:math id="mml-ieqn-74"><mml:msub><mml:mover><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x223C;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> defined by <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-24">(24)</xref>, and then coefficient <inline-formula id="ieqn-75"><mml:math id="mml-ieqn-75"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is solved</p>
<p><disp-formula id="eqn-25"><label>(25)</label><mml:math id="mml-eqn-25" display="block"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mover><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x223C;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></disp-formula></p>
<p>Substituting <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-11">Eqs. (11)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-17">(17)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-23">(23)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-25">(25)</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-5">Eq. (5)</xref>, the modal velocity solution of the compliant wall is obtained. Furthermore, the mean quadratic velocity and the sound radiation power of the compliant wall can be represented as</p>
<p><disp-formula id="eqn-26"><label>(26)</label><mml:math id="mml-eqn-26" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mtext>Re</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>S</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mtext>Re</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <italic>S</italic> is the surface area of the compliant wall; &#x201C;<inline-formula id="ieqn-76"><mml:math id="mml-ieqn-76"><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>&#x201D; means modulus of complex number; <inline-formula id="ieqn-77"><mml:math id="mml-ieqn-77"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> is the conjugate of <inline-formula id="ieqn-78"><mml:math id="mml-ieqn-78"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>; &#x201C;<inline-formula id="ieqn-79"><mml:math id="mml-ieqn-79"><mml:mi mathvariant="normal">R</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>&#x201D; means taking the real part of complex numbers.</p>
<p>The mean of quadratic velocity level and sound radiation power level is defined as</p>
<p><disp-formula id="eqn-27"><label>(27)</label><mml:math id="mml-eqn-27" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn><mml:mi>lg</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn><mml:mi>lg</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-80"><mml:math id="mml-ieqn-80"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula>; <inline-formula id="ieqn-81"><mml:math id="mml-ieqn-81"><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>w</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="s2_2">
<label>2.2</label>
<title>Convergence Study of the Axial and Circumferential Mode Number</title>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-4">Figs. 4a</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-4">4b</xref> show the curves of the mean quadratic velocity level and the sound radiation power level with the frequency under different truncation values of the axial mode number, respectively. It can be seen that <italic>m</italic> &#x003D; 15 is enough to guarantee the accuracy in the frequency range from 0 to 2000 Hz.</p>
<fig id="fig-4">
<label>Figure 4</label>
<caption>
<title>Result of the mean quadratic velocity level and the sound radiation power level under different truncation values of the axial mode number</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_21026-fig-4.png"/>
</fig>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-5">Figs. 5a</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-5">5b</xref> show the curves of the mean quadratic velocity level and the sound radiation power level with the frequency under different truncation values of the circumferential mode number, respectively. It could be noted that <italic>n</italic> &#x003D; 20 is enough to guarantee the accuracy in the 0&#x2013;2000 Hz scope.</p>
<fig id="fig-5">
<label>Figure 5</label>
<caption>
<title>Result of the mean quadratic velocity level and the sound radiation power level under different truncation values of the axial mode number</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_21026-fig-5.png"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s2_3">
<label>2.3</label>
<title>Validation of the Algorithm</title>
<p>In order to verify the accuracy of the algorithm, the sound radiation power level in Guo et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-22">22</xref>] is calculated by using our method. The parameters used are shown in <xref ref-type="table" rid="table-1">Table 1</xref>.</p>
<table-wrap id="table-1">
<label>Table 1</label>
<caption>
<title>Parameters used to verify the accuracy of the algorithm</title>
</caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th>Parameter</th>
<th>Value</th>
<th>Parameter</th>
<th>Value</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td><italic>L</italic>(m)</td>
<td>1.2</td>
<td><inline-formula id="ieqn-82"><mml:math id="mml-ieqn-82"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Pa</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-83"><mml:math id="mml-ieqn-83"><mml:mn>2.1</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td><inline-formula id="ieqn-84"><mml:math id="mml-ieqn-84"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>(m)</td>
<td>0.4</td>
<td><inline-formula id="ieqn-85"><mml:math id="mml-ieqn-85"><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td>0.3</td>
</tr>
<tr>
<td><italic>h</italic>(m)</td>
<td>0.03</td>
<td><inline-formula id="ieqn-86"><mml:math id="mml-ieqn-86"><mml:msub><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>(<inline-formula id="ieqn-87"><mml:math id="mml-ieqn-87"><mml:mrow><mml:mtext>kg</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>)</td>
<td>1000</td>
</tr>
<tr>
<td><inline-formula id="ieqn-88"><mml:math id="mml-ieqn-88"><mml:msub><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>kg</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></td>
<td>7800</td>
<td><inline-formula id="ieqn-89"><mml:math id="mml-ieqn-89"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></td>
<td>1500</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>The excitation force concentrates at the locations of <inline-formula id="ieqn-90"><mml:math id="mml-ieqn-90"><mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-91"><mml:math id="mml-ieqn-91"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> with 1N amplitude. Mutual coupling is ignored, and only <italic>q &#x003D; m</italic> items are considered. The calculated frequency band is 0&#x2013;2000 Hz. The result is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-6">Fig. 6</xref>.</p>
<fig id="fig-6">
<label>Figure 6</label>
<caption>
<title>Result comparison with [<xref ref-type="bibr" rid="ref-22">22</xref>]</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_21026-fig-6.png"/>
</fig>
<p>In <xref ref-type="fig" rid="fig-6">Fig. 6</xref>, we can find the curve trend of this paper is in good agreement with Guo. The error in the high frequency band is caused by the different shell motion theories used in the two papers. The shell theories used in Guo are proposed by Flugge, but Donnell shell theories are used in this paper.</p>

</sec>
</sec>
<sec id="s3">
<label>3</label>
<title>Results and Discussion</title>
<p>The curves of mean quadratic velocity and sound radiation power with the coefficients of the interval micro floating raft elements <inline-formula id="ieqn-92"><mml:math id="mml-ieqn-92"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, stiffness ratio <inline-formula id="ieqn-93"><mml:math id="mml-ieqn-93"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, damping ratio <inline-formula id="ieqn-94"><mml:math id="mml-ieqn-94"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and the mass ratio <inline-formula id="ieqn-95"><mml:math id="mml-ieqn-95"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is obtained in this part. The current velocity of water is <inline-formula id="ieqn-96"><mml:math id="mml-ieqn-96"><mml:mn>5</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Other basic parameters used are shown in <xref ref-type="table" rid="table-2">Table 2</xref>.</p>
<table-wrap id="table-2">
<label>Table 2</label>
<caption>
<title>Parameters of the cylindrical covered with floating raft skin</title>
</caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th>Parameter</th>
<th>Value</th>
<th>Parameter</th>
<th>Value</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td><italic>L</italic>(m)</td>
<td>1.2</td>
<td><inline-formula id="ieqn-97"><mml:math id="mml-ieqn-97"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Pa</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-98"><mml:math id="mml-ieqn-98"><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>9</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td><inline-formula id="ieqn-99"><mml:math id="mml-ieqn-99"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>(m)</td>
<td>0.44</td>
<td><inline-formula id="ieqn-100"><mml:math id="mml-ieqn-100"><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td>0.47</td>
</tr>
<tr>
<td><inline-formula id="ieqn-101"><mml:math id="mml-ieqn-101"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>(m)</td>
<td>0.4</td>
<td><inline-formula id="ieqn-102"><mml:math id="mml-ieqn-102"><mml:msub><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>(<inline-formula id="ieqn-103"><mml:math id="mml-ieqn-103"><mml:mrow><mml:mtext>kg</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>)</td>
<td>1000</td>
</tr>
<tr>
<td><inline-formula id="ieqn-104"><mml:math id="mml-ieqn-104"><mml:msub><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>kg</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></td>
<td>1190</td>
<td><inline-formula id="ieqn-105"><mml:math id="mml-ieqn-105"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></td>
<td>1500</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<sec id="s3_1">
<label>3.1</label>
<title>The Effect of Micro Floating Raft Element Interval on the Vibration and Sound Radiation Reduction Performance of the Floating Raft Skin</title>
<p>Increase in <inline-formula id="ieqn-106"><mml:math id="mml-ieqn-106"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> from 2 to 6 and other coefficients are <inline-formula id="ieqn-107"><mml:math id="mml-ieqn-107"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-108"><mml:math id="mml-ieqn-108"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.5</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-109"><mml:math id="mml-ieqn-109"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="fig" rid="fig-7">Fig. 7</xref>.</p>
<fig id="fig-7">
<label>Figure 7</label>
<caption>
<title>The influence of different micro floating raft element interval on (a) mean quadratic velocity level and (b) sound radiation power level</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_21026-fig-7.png"/>
</fig>
<p>From <xref ref-type="fig" rid="fig-7">Fig. 7a</xref>, the value of the mean quadratic velocity level <inline-formula id="ieqn-110"><mml:math id="mml-ieqn-110"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> increases with the growth of the interval of micro floating raft elements <inline-formula id="ieqn-111"><mml:math id="mml-ieqn-111"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. This is because the modal velocity <inline-formula id="ieqn-112"><mml:math id="mml-ieqn-112"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> which decides the value of the mean quadratic velocity level increases when the interval of micro floating raft elements increases. From <xref ref-type="fig" rid="fig-7">Fig. 7b</xref>, the value of the sound radiation power level <inline-formula id="ieqn-113"><mml:math id="mml-ieqn-113"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> increases first and then decreases when the interval of micro floating raft elements increases. The result happens because the sound radiation power level depends on both the modal velocity <inline-formula id="ieqn-114"><mml:math id="mml-ieqn-114"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and the mutual radiation impedance <inline-formula id="ieqn-115"><mml:math id="mml-ieqn-115"><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. While with the increase of the interval of micro floating raft elements, the number of circumferential modes <italic>n</italic> corresponding to a formant decreases, which can be seen in <xref ref-type="fig" rid="fig-8">Fig. 8</xref>, leading to the decrease of the mutual radiation impedance <inline-formula id="ieqn-116"><mml:math id="mml-ieqn-116"><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. It can be concluded that the floating raft skin will perform better in the case of lowering the interval of micro floating raft elements.</p>
<fig id="fig-8">
<label>Figure 8</label>
<caption>
<title>The modes of one formant corresponding to different micro floating raft element interval   </title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_21026-fig-8.png"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s3_2">
<label>3.2</label>
<title>The Effect of Stiffness Ratio on the Vibration and Sound Radiation Reduction Performance of the Floating Raft Skin</title>
<p>The stiffness ratio <inline-formula id="ieqn-117"><mml:math id="mml-ieqn-117"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is increased within the range of 0.2&#x007E;1.0, the other coefficients are <inline-formula id="ieqn-118"><mml:math id="mml-ieqn-118"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-119"><mml:math id="mml-ieqn-119"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.5</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-120"><mml:math id="mml-ieqn-120"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. The result is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-9">Fig. 9</xref>.</p>
<fig id="fig-9">
<label>Figure 9</label>
<caption>
<title>The influence of different stiffness ratio on (a) mean quadratic velocity level and (b) sound radiation power level</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_21026-fig-9.png"/>
</fig>
<p>It could be noted in <xref ref-type="fig" rid="fig-9">Fig. 9</xref> that there is no obvious difference in the trend of the curves of the mean quadratic velocity level and the sound radiation power level with various stiffness ratio, indicating that the vibration and sound radiation reduction performance of the floating raft skin is hardly changed by changing stiffness ratio. The reason behind these results is that the modal velocity is decided by the sum of the impedances, but only the imaginary part of the additional impedance of micro floating raft array <inline-formula id="ieqn-121"><mml:math id="mml-ieqn-121"><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, which is far less than the imaginary part of other impedances, is affected by stiffness ratio. However, there are differences in the position and height of the peaks of the curves of the mean quadratic velocity level and the sound radiation power level with various stiffness ratio because the skin resonance characteristics changes when the impedance changes.</p>
</sec>
<sec id="s3_3">
<label>3.3</label>
<title>The Effect of Damping Ratio on the Vibration and Sound Radiation Reduction Performance of the Floating Raft Skin</title>
<p>Selecting <inline-formula id="ieqn-122"><mml:math id="mml-ieqn-122"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-123"><mml:math id="mml-ieqn-123"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.6</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-124"><mml:math id="mml-ieqn-124"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, increasing damping ratio <inline-formula id="ieqn-125"><mml:math id="mml-ieqn-125"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> over the range of 0.1&#x007E;0.9, the mean quadratic velocity level and sound radiation power level are calculated in <xref ref-type="fig" rid="fig-10">Fig. 10</xref>.</p>
<fig id="fig-10">
<label>Figure 10</label>
<caption>
<title>The influence of different damping ratio on (a) mean quadratic velocity level and (b) sound radiation power level</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_21026-fig-10.png"/>
</fig>
<p>As shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-10">Fig. 10a</xref>, the mean quadratic velocity level decreases with the increase of the damping ratio <inline-formula id="ieqn-126"><mml:math id="mml-ieqn-126"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. This is because, with the increase of damping ratio, the modal velocity decreases due to the growth of the additional impedance of the micro floating raft array. It can be seen in <xref ref-type="fig" rid="fig-10">Fig. 10b</xref> that the sound radiation power level increases first and then decreases in low frequency band with the increase of damping ratio. The reason is that when damping ratio increases, the number of circumferential mode (<italic>m, n</italic>) corresponding to the same formant increase, which can be seen in <xref ref-type="fig" rid="fig-11">Fig. 11</xref>, leading to the decrease of the mutual radiation impedance. However, the sound radiation power level decreases continuously with the increase of the damping ratio in the high-frequency band. The reason can be described as that the influence of the mutual radiation impedance in high-frequency analysis can be ignored. Because in the high-frequency band, the influence of the damping ratio on the mutual radiation impedance becomes weaker. To summarize, selecting a higher damping ratio contributes to making the floating raft skin perform better in reducing the vibration and sound radiation of the cylindrical shell.</p>
<fig id="fig-11">
<label>Figure 11</label>
<caption>
<title>The modes of one formant corresponding to different damping ratio</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_21026-fig-11.png"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s3_4">
<label>3.4</label>
<title>The Effect of Mass Ratio on the Vibration and Sound Radiation Reduction Performance of the Floating Raft Skin</title>
<p>When <inline-formula id="ieqn-127"><mml:math id="mml-ieqn-127"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-128"><mml:math id="mml-ieqn-128"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.6</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-129"><mml:math id="mml-ieqn-129"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.7</mml:mn></mml:math></inline-formula>, increasing mass ratio <inline-formula id="ieqn-130"><mml:math id="mml-ieqn-130"><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:math></inline-formula> from 2 to 10. <xref ref-type="fig" rid="fig-12">Fig. 12</xref> gives the mean quadratic velocity level and sound radiation power level.</p>
<fig id="fig-12">
<label>Figure 12</label>
<caption>
<title>The influence of different mass ratio on (a) mean quadratic velocity level and (b) sound radiation power level</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_21026-fig-12.png"/>
</fig>
<p>It can be seen from <xref ref-type="fig" rid="fig-12">Fig. 12</xref>, the mean quadratic velocity level and the sound radiation power level decrease with the increase of mass ratio <inline-formula id="ieqn-131"><mml:math id="mml-ieqn-131"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and the peaks of the curves shift right. This performance indicates that increasing mass ratio is helpful to enhance the vibration and sound radiation reduction performance of the floating raft skin and increase the resonance frequency. The reason is that the additional impedance of micro floating raft array increases when mass ratio increases, so that the modal velocity decreases. Hence, both the mean quadratic velocity level and the sound radiation power level decrease.</p>
</sec>
<sec id="s3_5">
<label>3.5</label>
<title>Comparison in Vibration and Sound Radiation Reduction Performance with Homogeneous Viscoelastic Coating</title>
<p>In order to further analyze the vibration and sound radiation reduction performance of the floating raft skin, selecting parameters: <inline-formula id="ieqn-132"><mml:math id="mml-ieqn-132"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-133"><mml:math id="mml-ieqn-133"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.6</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-134"><mml:math id="mml-ieqn-134"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.7</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-135"><mml:math id="mml-ieqn-135"><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:math></inline-formula>, the mean quadratic velocity level and sound radiation power level of the floating raft skin are calculated and compared with homogeneous viscoelastic coating [<xref ref-type="bibr" rid="ref-23">23</xref>], shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-13">Fig. 13</xref>.</p>
<fig id="fig-13">
<label>Figure 13</label>
<caption>
<title>The vibration and sound radiation performance of two kinds of coating</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_21026-fig-13.png"/>
</fig>
<p>As shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-13">Fig. 13</xref>, in the frequency range with 0&#x2013;2000 Hz, the average mean quadratic velocity level of the floating raft skin is reduced by 12.00 dB and the average mean quadratic velocity level of the floating raft skin is reduced by 9.65 dB compared with homogeneous viscoelastic coating. This shows that the floating raft skin perform better in vibration and sound radiation reduction than the homogeneous viscoelastic coating in the frequency range from 0 to 2000 Hz.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<label>4</label>
<title>Conclusions</title>
<p>In this paper, a skin made of micro floating raft arrays is proposed, which is consisted of a floating raft system and a compliant wall. A mathematical model of the cylindrical shell covered with the floating raft skin is established, and the influence of various structural parameters on the compliant wall in the vibration and sound radiation of the shell is illustrated. The results show that increasing the stiffness ratio, damping ratio, mass ratio or decreasing the micro floating raft element interval can improve the vibration and noise reduction performance of the micro floating skin. Moreover, the floating raft skin can reduce the mean quadratic velocity level and sound radiation power level by 12.00 dB and 9.65 dB more respectively compared to the counterpart with homogeneous viscoelastic coating, leading to a favorable performance for reducing the hydrodynamic noise.</p>
</sec>
</body>
<back>
<fn-group>
<fn fn-type="other"><p><bold>Funding Statement:</bold> The work is supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 51775123, 52075111) and the Fundamental Research Funds for the Central Universities (Grant No. 3072021CF0702).</p>
</fn>
<fn fn-type="conflict"><p><bold>Conflicts of Interest:</bold> The authors declare that they have no conflicts of interest to report regarding the present study.</p>
</fn>
</fn-group>
<ref-list content-type="authoryear">
<title>References</title>
<ref id="ref-1"><label>1.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zou</surname>, <given-names>M. S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jiang</surname>, <given-names>L. W.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>S. X.</given-names></string-name></person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Underwater acoustic radiation by structures arbitrarily covered with acoustic coatings</article-title>. <source>Journal of Sound and Vibration</source><italic>,</italic> <volume>443</volume><italic>,</italic> <fpage>743</fpage>&#x2013;<lpage>768</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jsv.2018.12.017</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-2"><label>2.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Kim</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sohn</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jeon</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Choi</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name></person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Reduction of the radiating sound of a submerged finite cylindrical shell structure by active vibration control</article-title>. <source>Sensors</source><italic>,</italic> <volume>13</volume><italic>(</italic><issue>2</issue><italic>),</italic> <fpage>2131</fpage>&#x2013;<lpage>2147</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/s130202131</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-3"><label>3.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Huang</surname>, <given-names>X. C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>Z. Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>Z. H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Hua</surname>, <given-names>H. X.</given-names></string-name></person-group> (<year>2012</year>). <article-title>Multi-channel active vibration isolation for the control of underwater sound radiation from a stiffened cylindrical structure: A numerical study</article-title>. <source>Journal of Vibration &#x0026; Acoustics</source><italic>,</italic> <volume>134</volume><italic>(</italic><issue>1</issue><italic>),</italic> <fpage>11012</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1115/1.4004684</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-4"><label>4.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Cao</surname>, <given-names>Y. P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>W. P.</given-names></string-name></person-group> (<year>2007</year>). <article-title>Using dynamic absorbers to reduce underwater structural noise due to longitudinal vibration of shafting</article-title>. <source>Journal of Harbin Engineering University</source><italic>,</italic> <volume>28</volume><italic>(</italic><issue>7</issue><italic>),</italic> <fpage>747</fpage>&#x2013;<lpage>751</lpage>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-5"><label>5.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>X. O.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yin</surname>, <given-names>S. P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yan</surname>, <given-names>F. H.</given-names></string-name></person-group> (<year>2006</year>). <article-title>Underwater vibration modal calculation of the ring-stiffened cylindrical shell with MSC Nastran</article-title>. <source>Computer Aided Engineering</source><italic>,</italic> <fpage>124</fpage>&#x2013;<lpage>127</lpage>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-6"><label>6.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>L. C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhou</surname>, <given-names>Q. D.</given-names></string-name></person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Effects of lateral reinforced plates on underwater vibro-acoustic features of ring-stiffened cylindrical shells</article-title>. <source>Chinese Journal of Ship Research</source><italic>,</italic> <volume>8</volume><italic>(</italic><issue>2</issue><italic>),</italic> <fpage>84</fpage>&#x2013;<lpage>89</lpage>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-7"><label>7.</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Kim</surname>, <given-names>E. I.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lee</surname>, <given-names>J. S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kim</surname>, <given-names>Y. Y.</given-names></string-name></person-group> (<year>2006</year>). <article-title>One-dimensional topology optimization for transmission loss maximization of multi-layered acoustic foams</article-title>. <conf-name>The Fourth China-Japan-Korea Joint Symposium on Optimization of Structural and Mechanical Systems</conf-name>. <publisher-loc>China</publisher-loc>: <publisher-name>Dalian University of Technology Press</publisher-name>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-8"><label>8.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Jin</surname>, <given-names>G. Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Shi</surname>, <given-names>K. K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ye</surname>, <given-names>T. G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhou</surname>, <given-names>J. L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yin</surname>, <given-names>Y. W.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Sound absorption behaviors of metamaterials with periodic multi-resonator and voids in water</article-title>. <source>Applied Acoustics</source><italic>,</italic> <volume>166</volume><italic>(</italic><issue>3</issue><italic>),</italic> <fpage>107351</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apacoust.2020.107351</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-9"><label>9.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Laulagnet</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Guyader</surname>, <given-names>J. L.</given-names></string-name></person-group> (<year>1995</year>). <article-title>Sound radiation from finite cylindrical shells, partially coated with longitudinal strip of compliant layer</article-title>. <source>Journal of Sound and Vibration</source><italic>,</italic> <volume>186</volume><italic>(</italic><issue>5</issue><italic>),</italic> <fpage>723</fpage>&#x2013;<lpage>742</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1006/jsvi.1995.0485</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-10"><label>10.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zou</surname>, <given-names>M. S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jiang</surname>, <given-names>L. W.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhao</surname>, <given-names>X. Y.</given-names></string-name></person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Vibratory response and acoustic radiation of a finite cylindrical shell partially covered with circumferential compliant layers</article-title>. <source>Applied Acoustics</source><italic>,</italic> <volume>141</volume><italic>,</italic> <fpage>188</fpage>&#x2013;<lpage>197</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apacoust.2018.07.012</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-11"><label>11.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Huang</surname>, <given-names>L. Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xiao</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wen</surname>, <given-names>J. H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wen</surname>, <given-names>X. S.</given-names></string-name></person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Optimization of decoupling performance of underwater acoustic coating with cavities via equivalent fluid model</article-title>. <source>Journal of Sound and Vibration</source><italic>,</italic> <volume>426</volume><italic>,</italic> <fpage>244</fpage>&#x2013;<lpage>257</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jsv.2018.04.024</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-12"><label>12.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>Y. L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xu</surname>, <given-names>D. L.</given-names></string-name></person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Force transmissibility of floating raft systems with quasi-zero-stiffness isolators</article-title>. <source>Journal of Vibration and Control</source><italic>,</italic> <volume>24</volume><italic>(</italic><issue>16</issue><italic>),</italic> <fpage>3608</fpage>&#x2013;<lpage>3616</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1177/1077546317708460</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-13"><label>13.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Ma</surname>, <given-names>Y. T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhou</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name></person-group> (<year>2008</year>). <article-title>Summary of floating raft system</article-title>. <source>Ship Science and Technology</source><italic>,</italic> <volume>30</volume><italic>(</italic><issue>4</issue><italic>),</italic> <fpage>22</fpage>&#x2013;<lpage>26</lpage>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-14"><label>14.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Song</surname>, <given-names>C. S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xiao</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yu</surname>, <given-names>C. C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xu</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name></person-group> (<year>2017</year>). <article-title>H&#x221E; active control of frequency-varying disturbances in a main engine on the floating raft vibration isolation system</article-title>. <source>Journal of Low Frequency Noise, Vibration and Active Control</source><italic>,</italic> <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>17</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1177/1461348417725944</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-15"><label>15.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>T. Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>X. M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zuo</surname>, <given-names>Y. T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xu</surname>, <given-names>M. B.</given-names></string-name></person-group> (<year>1997</year>). <article-title>Structural power flow analysis for a floating raft isolation system consisting of constrained damped beams</article-title>. <source>Journal of Sound and Vibration</source><italic>,</italic> <volume>202</volume><italic>(</italic><issue>1</issue><italic>),</italic> <fpage>47</fpage>&#x2013;<lpage>54</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1006/jsvi.1996.0788</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-16"><label>16.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>H. L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ma</surname>, <given-names>Q. J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Vibration control of a marine centrifugal pump using floating raft isolation system</article-title>. <source>Journal of Low Frequency Noise Vibration and Active Control</source><italic>,</italic> <volume>39</volume><italic>(</italic><issue>2</issue><italic>),</italic> <fpage>382</fpage>&#x2013;<lpage>392</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1177/1461348419843024</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-17"><label>17.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>S. D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name></person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Effect analysis of geometric parameters of floating raft on isolation performance</article-title>. <source>Chinese Journal of Ship Research</source><italic>,</italic> <volume>12</volume><italic>(</italic><issue>6</issue><italic>),</italic> <fpage>108</fpage>&#x2013;<lpage>113&#x002B;119</lpage>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-18"><label>18.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Fang</surname>, <given-names>Y. Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zuo</surname>, <given-names>Y. Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xia</surname>, <given-names>Z. W.</given-names></string-name></person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Study on design method and vibration reduction characteristic of floating raft with periodic structure</article-title>. <source>IOP Conference Series Materials Science and Engineering</source><italic>,</italic> <volume>322</volume><italic>(</italic><issue>4</issue><italic>),</italic> <fpage>042025</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/1757-899X/322/4/042025</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-19"><label>19.</label><mixed-citation publication-type="other"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Donnell</surname>, <given-names>L. H.</given-names></string-name></person-group> (<year>1933</year>). <article-title>Stability of thin-walled tubes under torsion</article-title>. <comment>N. A. C. A. Report, 479</comment>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-20"><label>20.</label><mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Junger</surname>, <given-names>M. C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Feit</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name></person-group> (<year>1972</year>). <source>Sound, structures, and their interaction</source>. <publisher-loc>USA</publisher-loc>: <publisher-name>MIT Press</publisher-name>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-21"><label>21.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Ko</surname>, <given-names>S. H.</given-names></string-name></person-group> (<year>1993</year>). <article-title>Performance of various shapes of hydrophones in the reduction of turbulent flow noise</article-title>. <source>The Journal of the Acoustical Society of America</source><italic>,</italic> <volume>93</volume><italic>(</italic><issue>3</issue><italic>),</italic> <fpage>1293</fpage>&#x2013;<lpage>1299</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1121/1.405414</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-22"><label>22.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>Y. J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>H. J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yi</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Vibration and sound radiation of submerged finite cylindrical shells with pre-stress</article-title>. <source>Scientific Reports</source><italic>,</italic> <volume>9</volume><italic>(</italic><issue>1</issue><italic>),</italic> <fpage>11307</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/s41598-019-47809-x</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-23"><label>23.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Tao</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fan</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tang</surname>, <given-names>W. L.</given-names></string-name></person-group> (<year>2008</year>). <article-title>The characteristics of sound radiation from a cylindrical shell coated with multiple compliant layers</article-title>. <source>Shengxue Xuebao/Acta Acustica</source><italic>,</italic> <volume>33</volume><italic>(</italic><issue>3</issue><italic>),</italic> <fpage>220</fpage>&#x2013;<lpage>225</lpage>.</mixed-citation></ref>
</ref-list>
</back>
</article>















