利用結(jié)構(gòu)有限元結(jié)合聲有限元及邊界元方法,建立了任意薄殼腔體彈性殼板振動(dòng)與內(nèi)外聲場(chǎng)的耦合模型,并計(jì)算了激勵(lì)力與殼板振動(dòng)和內(nèi)部聲場(chǎng)之間的傳遞矩陣;湍流邊界層脈動(dòng)壓力具有時(shí)空隨機(jī)面激勵(lì)特性,引入整體形狀函數(shù)矩陣,進(jìn)一步推導(dǎo)彈性殼板廣義節(jié)點(diǎn)力功率譜密度函數(shù)矩陣與隨機(jī)面分布激勵(lì)力功率譜密度函數(shù)的關(guān)系,再利用聲振耦合傳遞矩陣,得到彈性殼板振動(dòng)和內(nèi)部聲場(chǎng)功率譜密度函數(shù)與廣義節(jié)點(diǎn)力功率譜密度函數(shù)矩陣的關(guān)系,形成隨機(jī)分布激勵(lì)下任意薄殼腔體結(jié)構(gòu)振動(dòng)及內(nèi)部聲場(chǎng)的計(jì)算方法。以典型的內(nèi)外均有聲介質(zhì)且一面為彈性矩形板的矩形腔聲振耦合模型為例,計(jì)算了彈性殼板振動(dòng)和內(nèi)部聲場(chǎng)功率譜密度函數(shù),并與解析方法進(jìn)行了比較,兩者基本吻合,偏差分別為1 dB和2 dB左右。傳遞矩陣法不受腔體結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部區(qū)域形狀的制約,具有良好的適用性。 

【文章來(lái)源】：聲學(xué)學(xué)報(bào). 2020,45(06)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

圖４），單元大小為３０?ｍｍ，其單元數(shù)為ＭｄＳＴｇ節(jié)??

形??介質(zhì)耦合情況下，激勵(lì)力與內(nèi)場(chǎng)聲壓傳遞函數(shù)。其中??？形內(nèi)場(chǎng)采用８節(jié)點(diǎn)正方體單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格，網(wǎng)格大??小為邱ｍｍ?（見(jiàn)圖７），??結(jié)構(gòu)與內(nèi)外聲場(chǎng)耦合的點(diǎn)激勵(lì)模態(tài)振動(dòng)方程可??表示為：??ｍｍｒｎＸ“轉(zhuǎn)科—＾?：＝：?＾?Ｐ〇ｍｎ?—?Ｐｉｍｎ－?（４〇）??采用解析法和有限元商用軟件Ｖｉｒｔｕａｌ?Ｌａｂ數(shù)值??法，ｉｆ算得到了單位激勵(lì)力與內(nèi)部場(chǎng)點(diǎn)（〇．５，?〇－５，?〇４）??的聲壓傳遞矩陣間，］。兩種方法ｉｆ算的典型傳遞函數(shù)??同樣吻合較好，只是峰值頻率有少許偏差，參見(jiàn)圖８，??－１５０??１０＇?１０Ｊ??頻率（Ｈｚ）??（ｂ）?Ｕ２〇〇?＝?１５?ｍ／ｓ??圖６殼體結(jié)構(gòu)法向振速功率譜密度々ｖｖ＿ｃ??１０３??＝１?ｍ／ｓ２??－１６０??１０１??１０２??頻率（Ｈｚ）??（ａ）?ｎｉ〇〇?＝?１０?ｍ／ｓ??１０３??■８０??■５０??１０１?１０２?１０３??頻率（Ｈｚ）??圖８殼體內(nèi)部聲壓傳遞函數(shù)Ｐｒｅｆ?＝?１?ｘ?１０＿６?Ｐａ??圖８中的峰值頻率偏差，主要是由于解析法是??利用輻射阻抗的方式模擬半無(wú)限流體負(fù)載的影響，??而傳遞矩陣法是在有限元商業(yè)軟件Ｖｉｒｔｕａｌ?Ｌａｂ計(jì)算??傳跡函數(shù)的過(guò)程中，采用吸收邊界條件模擬半無(wú)限???模態(tài)眷加法???彳專遞矩陣法??ｆｆｉｐ）窺窗一Ｆ＃??ｏｏｏｏｏｏｏ??－９０?１１２３１４１５??ｔａｐ｝？．．？ａｌｔ？ｆｒ鍛騷??ｏｏｏｏｏｏｏ??２?１－２－３－８－４??（０Ｐ５?霉班＃??ｏｏｏｏ

劉進(jìn)等：傳遞矩陣法預(yù)報(bào)時(shí)空隨機(jī)激勵(lì)下任意薄殼腔體內(nèi)部噪聲??８４７??１０１?１０２?１０＇??頻傘（Ｈｚ）??圖９眩時(shí)自鳴聲率譜翁處孬Ｗ??４結(jié)論??本文針對(duì)艦船聲吶導(dǎo)流罩及飛機(jī)艙室、列車車??廂等殼體結(jié)構(gòu)受湍流邊界層脈動(dòng)壓力激勵(lì)產(chǎn)生內(nèi)部??噪聲的情況，考慮內(nèi)外聲場(chǎng)的耦合作用，采用結(jié)構(gòu)和??聲有限元及邊界元方法，并引入結(jié)構(gòu)整體形函數(shù)矩??陣，確定了整體結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)力與作用在結(jié)構(gòu)上的分??布激勵(lì)力之間的關(guān)系，再利用傳遞矩陣及時(shí)空相關(guān)??運(yùn)算，建立了揣流邊界層脈動(dòng)壓力隨機(jī)面分布激勵(lì)??下任意薄殼腔體彈性殼板振動(dòng)和內(nèi)部聲壓功率譜密??度函數(shù)計(jì)算方法及模型，并以彈性矩形板／矩形腔聲??振耦合模型為例，采用解析方法進(jìn)行了數(shù)值驗(yàn)證．研??究結(jié)果表明：??⑴建立的彈性腔體殼板振動(dòng)和內(nèi)部聲壓功率譜??密度計(jì)算模型，不受腔體結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部區(qū)域形狀的制??約，而且可以究分利用現(xiàn)有商用軟件的建模功能，預(yù)??先計(jì)算激勵(lì)力與売板振動(dòng)和內(nèi)部聲場(chǎng)之間的傳迸矩??陣，再進(jìn)一步計(jì)算彈性殼板振動(dòng)和內(nèi)部聲壓功率譜??密度函數(shù)，具有良好的適用性？??（２）針對(duì)彈性矩形板／矩形腔聲振耦合模型，數(shù)??值封解析方法計(jì)算的激勵(lì)力與激勵(lì)力與殼板振動(dòng)和??內(nèi)部聲場(chǎng)的傳遞函數(shù)基本一致，兩種方法計(jì)算的盡??板振速功率譜密度除了在二階、三階模態(tài)頻率處有??一定偏差外，其它頻率處偏差為ＩｄＢ左右，彈性殼??６期??流體負(fù)載的影響，兩者存在差異．對(duì)于矩形平板，可??以采用解析方法獲得其傳遞函數(shù)，利用此方法得到??的傳遞矩陣計(jì)算的結(jié)果和模態(tài)疊加法得到的結(jié)果無(wú)??偏差ｓ??圖９為來(lái)流速度為１０?ｍ／ｓ時(shí)，分別采用傳遞矩??陣法和模態(tài)疊加法計(jì)算湍流邊界層脈


本文編號(hào)：3291199