基于Chebyshev展開的區(qū)間穿孔板超材料分析
本文選題:超材料 + 聲學(xué)透射率; 參考:《力學(xué)學(xué)報(bào)》2017年01期
【摘要】:目前對(duì)于聲學(xué)超材料的傳輸特性分析和優(yōu)化大多是基于確定的數(shù)值和確定的模型,然而在實(shí)際工程和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在大量材料自身特性和幾何物理參數(shù)的不確定性.如果忽略這些不確定變量對(duì)聲學(xué)超材料傳輸特性分析和優(yōu)化過程的影響,得到的結(jié)果可能不正確.針對(duì)這一現(xiàn)狀,擬將切比雪夫區(qū)間模型引入多層穿孔板超材料,提出多層穿孔板超材料聲學(xué)透射率的區(qū)間切比雪夫展開-蒙特卡洛模擬法(interval Chebyshev expansionMonte Carlo simulation method,ICE-MCSM).該方法采用截?cái)嗲斜妊┓蚨囗?xiàng)式近似擬合多層穿孔板超材料的聲學(xué)透射率響應(yīng)曲線,構(gòu)造聲學(xué)透射率響應(yīng)曲線的切比雪夫代理模型;然后采用蒙特卡洛模擬法(Monte Carlo simulation method,MCSM)隨機(jī)生成一定數(shù)量的不確定區(qū)間變量的樣本數(shù)據(jù)點(diǎn),并將生成的不確定區(qū)間變量樣本數(shù)據(jù)點(diǎn)代入切比雪夫代理模型,預(yù)測(cè)單個(gè)不確定區(qū)間變量和多個(gè)不確定區(qū)間變量條件下的多層穿孔板超材料聲學(xué)透射率區(qū)間的上界和下界.數(shù)值分析結(jié)果表明,ICE-MCSM預(yù)測(cè)的聲學(xué)透射率變化區(qū)間的上界和下界與直接蒙特卡洛法(direct Monte Carlo simulation method,DMCSM)預(yù)測(cè)的聲學(xué)透射率上界和下界的結(jié)果非常接近.與DMCSM相比,ICE-MCSM具有更高的計(jì)算效率.因此,ICE-MCSM可有效且高效地分析不確定區(qū)間變量條件下多層穿孔板超材料聲學(xué)透射率傳輸特性,具有良好的工程應(yīng)用前景.
[Abstract]:At present, the analysis and optimization of the transmission characteristics of acoustic supermaterials are mostly based on the determined values and the determined models. However, there are many uncertainties in the properties of the materials and the geometric physical parameters in the actual engineering and structural design. If these uncertain variables are ignored, the analysis and optimization of the transmission characteristics of the acoustic supermaterials are ignored. The results may not be correct. Aiming at this situation, the Chebyshev interval model is introduced into the multilayer perforated plate supermaterial, and the interval Chebyshev expansion Monte Carlo simulation method (interval Chebyshev expansionMonte Carlo simulation method, ICE-MCSM) is proposed for the acoustic transmittance of the multilayer perforated plate supermaterial. The schebyshev polynomial approximated the acoustic transmittance response curve of the multi-layer perforated plate supermaterial and constructed the Chebyshev proxy model of the acoustic transmittance response curve. Then the Monte Carlo simulation (Monte Carlo simulation method, MCSM) was used to generate the sample data points of a certain number of uncertain interval variables. An uncertain interval variable sample data point is replaced by the Chebyshev proxy model to predict the upper and lower boundary of the acoustic transmittance interval of a multi-layer perforated plate supermaterial under the condition of a single uncertain interval variable and multiple uncertain interval variables. The numerical analysis shows that the upper and lower bounds of the range of the acoustic transmittance variation predicted by ICE-MCSM are in the upper and lower bounds. The results are very close to the results of the upper and lower bounds of the acoustic transmittance predicted by the direct Monte C Lofa (direct Monte Carlo simulation method, DMCSM). Compared with the DMCSM, ICE-MCSM has a higher computational efficiency. Therefore, ICE-MCSM can effectively and efficiently analyze the acoustic transmittance transmission of the multi-layer perforated plate supermaterial under the condition of uncertain interval variables. Characteristics and good prospects for engineering applications.
【作者單位】: 湖南大學(xué)汽車車身先進(jìn)設(shè)計(jì)制造國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國家自然科學(xué)基金(11402083) 中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)資助項(xiàng)目
【分類號(hào)】:TB34
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,本文編號(hào):2109079
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