船舶、汽車和飛機(jī)等高速運(yùn)動(dòng)時(shí),其外殼受湍流邊界層壁面脈動(dòng)壓力激勵(lì)而產(chǎn)生的內(nèi)場(chǎng)聲輻射成為該類交通工具自噪聲的重要成分。基于模態(tài)疊加法計(jì)算結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)。采用湍流壁面脈動(dòng)壓力功率譜Corcos模型,計(jì)算了外側(cè)氣流或水流湍流邊界層激勵(lì)下簡(jiǎn)支平板振動(dòng)及內(nèi)場(chǎng)輻射聲,計(jì)算值與解析解和試驗(yàn)值吻合良好,驗(yàn)證了算法的有效性。采用湍流壁面脈動(dòng)壓力功率譜改進(jìn)型Corcos模型,研究了外側(cè)水流湍流邊界層激勵(lì)下平板及板格的振聲響應(yīng)特性,結(jié)果表明:水流馬赫數(shù)低,壁面脈動(dòng)壓力遷移波數(shù)大于平板結(jié)構(gòu)彎曲波數(shù),壁面脈動(dòng)壓力波數(shù)-頻率譜的遷移脊對(duì)平板的激勵(lì)作用可以忽略;橫向或縱向加筋對(duì)板格振動(dòng)速度自功率譜級(jí)基本無(wú)影響;減小板格寬度與長(zhǎng)度之比,適當(dāng)增大板格流向長(zhǎng)度可使平板振動(dòng)輻射聲功率在2 000 Hz以上明顯降低。

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【部分圖文】：

圖1 湍流邊界層壁面脈動(dòng)壓力激勵(lì)平板示意圖

平板長(zhǎng)Lx,寬Ly,平板面積A,彎曲剛度D,楊氏模量E,密度ρ,泊松比v,厚度h,面密度μ=ρh。湍流壁面脈動(dòng)壓力場(chǎng)可看作一種平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程,湍流壁面脈動(dòng)壓力激勵(lì)之間具有相干性。湍流邊界層壁面脈動(dòng)壓力激勵(lì)平板振動(dòng)的示意如圖1所示,其中,s1=(xp,yp),s2=(x′p,y′p)....

圖2 平板-聲腔系統(tǒng)的能量關(guān)系圖

采用統(tǒng)計(jì)能量法計(jì)算平板振動(dòng)內(nèi)噪聲,避免高頻時(shí)大量模態(tài)疊加的繁復(fù)運(yùn)算。平板受湍流壁面脈動(dòng)壓力載荷激勵(lì),其正下方為內(nèi)聲場(chǎng)即聲腔,平板-聲腔系統(tǒng)的能量關(guān)系圖如圖2所示,平板與聲腔兩個(gè)子系統(tǒng)的功率平衡方程為圖2中P為時(shí)間平均功率,W為時(shí)間平均能量。頻率平均的平板振動(dòng)輻射聲功率為

圖3 平板振動(dòng)速度自功率譜計(jì)算值與參考值對(duì)比

案例1湍流邊界層激勵(lì)下平板中心點(diǎn)振動(dòng)速度自功率譜本文計(jì)算值(灰色實(shí)線)與文獻(xiàn)參考值(黑色虛線)的對(duì)比如圖3所示。案例2湍流邊界層激勵(lì)下平板中心點(diǎn)振動(dòng)加速度自功率譜本文計(jì)算值(灰色實(shí)線)與試驗(yàn)值(黑色實(shí)線)以及文獻(xiàn)參考值(黑色虛線)的對(duì)比如圖4所示,對(duì)結(jié)果分析如下:(1)波數(shù)域或物....

圖4 平板振動(dòng)加速度自功率譜計(jì)算值與參考值對(duì)比

(2)中高頻,波數(shù)域或物理空間的模態(tài)疊加法對(duì)平板振動(dòng)速度、加速度自功率譜的計(jì)算結(jié)果與解析解吻合較好;低頻谷值吻合較差,原因可能是本文采用公式ωwl=ωmn/(1+2ρ/ρhkmn)只計(jì)及水的附加質(zhì)量,而未考慮水中聲壓對(duì)結(jié)構(gòu)的反作用。2.2湍流邊界層激勵(lì)下平板振....

本文編號(hào)：4012996