检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：宣领宽哈尔滨工程大学

学位级别：博士

在噪声控制工程领域内,了解系统声振特性,是设计优化低噪声设备的前提。基于数值方法模拟结构振动声辐射,能够为系统的优化设计提供依据。结构振动声辐射数值模拟的关键技术包括结构振动的计算方法、声辐射的计算方法及多物理场耦合求... 详细信息

在噪声控制工程领域内,了解系统声振特性,是设计优化低噪声设备的前提。基于数值方法模拟结构振动声辐射,能够为系统的优化设计提供依据。结构振动声辐射数值模拟的关键技术包括结构振动的计算方法、声辐射的计算方法及多物理场耦合求解方式等。本文基于格点型有限体积法(FVM)建立统一的结构振动、声辐射求解方法,利用界面耦合条件实现结构声耦合计算,将建立的数值求解流程程序化,形成通用的数值模拟软件。针对结构振动问题,采用三角形单元、四边形单元、四面体单元、三棱柱单元及六面体单元等5种单元划分计算域,基于格点型FVM离散各向异性材料弹性力学控制方程,分别利用显格式与隐格式算法求解离散方程,采用Fortran语言编程建立求解程序。针对已有文献缺乏关于三棱柱单元的稳定性判据,通过对位移二阶波动方程进行数值色散分析,给出三棱柱单元的稳定性判据,补充完善时间步长和空间步长的选择依据。通过对四边形单元进行改进处理,避免了位移场出现不合理的数值跳动。对比本文显格式FVM、隐格式FVM与商用软件ANSYS的计算精度、内存和CPU耗时,评价两种求解格式的数值性能。针对声辐射问题,推导给出经典声波动方程、静态非均匀介质声波动方程及均匀流声波动方程的统一形式,给出由5种单元构建二维声场和三维声场的格点型FVM和计算流程,形成显格式、隐格式求解两种算法,建立求解程序。通过讨论经典声波动方程的有限差分方程色散关系,推导出5种单元的稳定性判据,为合理的选择时间步长和空间步长提供依据;分析网格尺寸、时间步长对计算结果的影响;通过在进出口应用吸收边界去除进出口边界产生的反射波,改进现有时域脉冲法,该方法不需要过长的进出口管,仅需要一次计算就可获得消声器传递损失,具有计算效率高、计算消耗少的优点。针对结构声耦合问题,结合建立的结构振动求解方法和声辐射求解方法,采用力平衡与加速度连续界面耦合条件,通过顺序耦合求解,建立界面结构声耦合问题的格点型FVM和计算流程。讨论基于界面端点和界面中点的两种耦合界面处理方法的区别;分析对四边形单元处理方式的改进对结构声耦合问题计算结果的影响;通过在结构子域与声学子域分别采用显格式、隐格式求解,构建出四种求解组合方式,数值结果表明显显、隐显求解格式比较稳定:为了提高算法的计算效率,引入不同时间步长技术。归纳基于非结构格点型FVM的结构振动声辐射软件的功能、设计思想及程序实现过程,形成较完整的基于非结构网格三维结构振动声辐射计算软件GTEA-SAI,并将其应用于水下无限长圆柱、充水和气封闭声腔、水消声器及水下结构的结构声耦合系统性能计算,可同时得到系统的时域响应及频域信息。数值结果表明,该软件可以有效的应用于结构振动声辐射的传播过程仿真和声振性能预测。

关键词：结构振动声辐射格点型有限体积法非结构化网格不同时间步长传递损失

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高速列车铝型材板结构振动与声辐射特性研究

高速列车铝型材板结构振动与声辐射特性研究

引用

作者：张丰收西南交通大学

学位级别：硕士

外地板结构由铝型薄板制成,为了降低薄板结构的不足,最佳选择是通过布筋方式来改善其力学和声学性能。本文采用有限元软件ANSYS和声学分析软件Virtual. Lab Acoustic对高速列车铝型材外地板结构声学特性进行系统的有限元分析,讨论面板... 详细信息

外地板结构由铝型薄板制成,为了降低薄板结构的不足,最佳选择是通过布筋方式来改善其力学和声学性能。本文采用有限元软件ANSYS和声学分析软件Virtual. Lab Acoustic对高速列车铝型材外地板结构声学特性进行系统的有限元分析,讨论面板厚度、激励位置、自由阻尼层、结构阻尼系数等因素对铝型材外地板结构振动声辐射特性的影响。论文主要工作包括：(1)运用声学分析软件Virtual. Lab Acoustic对铝型材外地板结构进行固有振动特性分析。研究发现铝型材外地板振动频率存在一个截止频率,低于该频率其结构等效为均质板做整体模态振动,而高于该频率其结构将做局部模态振动。(2)运用直接有限元声振耦合分析方法研究铝型材外地板结构的支边界条件两端面简支或固支,面板厚度变化和激励位置对结构场点声压级、辐射声功率级和声辐射效率的影响,为铝型板模型参数的选择提供信息参考。(3)研究敷设自由阻尼层材料对铝型材外地板结构声辐射特性的影响。计算分析自由阻尼层厚度和材料属性对铝型材外地板结构的声压级、辐射声功率级和声辐射效率的影响；同时,以面板厚度、结构阻尼系数、自由阻尼层等为计算变量,分析变量对铝型材外地板结构隔声量的影响。通过分析比较为结构的声振耦合优化提供合理的技术方案。

关键词：高速列车铝型材外地板结构振动声辐射自由阻尼层隔声量

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分布式流体脉动压力激励下泵喷推进器的结构辐射噪声分析

引用

振动与冲击 2021年第10期40卷 89-94,113页

作者：黄修长师帅康苏智伟饶志强华宏星上海交通大学振动、冲击、噪声实验室上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 江南造船(集团)有限责任公司江南研究院上海201913

流体激励载荷的分布式特性对泵喷推进器的结构声辐射具有重要影响。采用计算流体动力学数值模拟结合自编径向基函数插值获得了推进器结构表面的分布式流体激励脉动压力,利用耦合有限元方法研究了泵喷推进器在其全部表面分布式激励、仅... 详细信息

流体激励载荷的分布式特性对泵喷推进器的结构声辐射具有重要影响。采用计算流体动力学数值模拟结合自编径向基函数插值获得了推进器结构表面的分布式流体激励脉动压力,利用耦合有限元方法研究了泵喷推进器在其全部表面分布式激励、仅转子表面分布式激励、每个叶片0.7 R处等效三向激励和桨毂处等效三向激励作用下的结构辐射噪声。结果表明:径向基函数插值能够精确地将流体载荷映射到结构网格上;与泵喷全部表面分布式激励下的推进器表面均方振速和辐射声功率、传递至桨毂的传递力相比,转子表面分布式激励的贡献远大于导管和定子表面脉动压力的贡献;每个叶片0.7 R处等效三向激励作用下的响应在量级上有差别;转子桨毂处等效三向激励作用下的响应在特征和量级上均相差较大。

关键词：泵喷流体激励力结构模态结构振动声辐射

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