車內(nèi)聲場數(shù)值計算中的改進(jìn)有限元法及不確定性研究
發(fā)布時間:2021-07-20 12:55
隨著社會的發(fā)展及文明的進(jìn)步,人們對環(huán)境噪聲尤其是汽車噪聲的要求也越來越高。在汽車噪聲振動分析中,為了降低整車開發(fā)后期實驗成本和開發(fā)周期,在整車開發(fā)的前期——設(shè)計和試制階段利用CAE軟件進(jìn)行振動噪聲虛擬分析及優(yōu)化極其必要。目前商用CAE軟件的核心方法是有限元法(Finite Element Method,FEM)、邊界元法(Boundary Element Method,BEM)、和無網(wǎng)格法(Meshfree method)等數(shù)值計算方法,它們在汽車噪聲振動分析中扮演者非常重要的角色。然而,邊界元法和無網(wǎng)格法在處理實際聲學(xué)工程問題時存在計算復(fù)雜、求解效率過低等缺陷,有限元法也存在著模型剛度過高,計算精度易受網(wǎng)格質(zhì)量和計算頻率的影響等問題。另外,結(jié)構(gòu)聲學(xué)問題系統(tǒng)中由于技術(shù)、裝配、測量及外部條件等因素會造成系統(tǒng)參數(shù)的不確定性,雖然這些參數(shù)的不確定性很小,但耦合在一起也會對最終系統(tǒng)的響應(yīng)產(chǎn)生較大的誤差。因此,針對聲學(xué)數(shù)值計算方法的改進(jìn)及結(jié)構(gòu)-聲學(xué)系統(tǒng)的不確定性研究受到聲學(xué)研究人員的重點(diǎn)關(guān)注,希望能提高聲學(xué)數(shù)值計算方法的精度、效率及工程適用性。有限元法是目前CAE軟件廣泛使用的數(shù)值方法,其分析聲...
【文章來源】:西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 文獻(xiàn)綜述
1.1 研究背景與意義
1.2 研究進(jìn)展綜述
1.2.1 聲學(xué)計算方法研究進(jìn)展
1.2.2 不確定性數(shù)值方法研究現(xiàn)狀
第2章 緒論
2.1 問題的提出
2.2 研究思路
2.3 主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第3章 聲學(xué)波動方程理論及聲學(xué)有限元法
3.1 引言
3.2 聲學(xué)的Helmholtz方程
3.3 Helmholtz方程的Galerkin弱形式
3.4 聲學(xué)數(shù)值計算誤差分析
3.4.1 總體誤差
3.4.2 數(shù)值色散誤差
3.5 小結(jié)
第4章 基于廣義積分規(guī)則的聲場模型改進(jìn)有限元法研究
4.1 引言
4.2 基于廣義積分規(guī)則的質(zhì)量重構(gòu)模型
4.2.1 一維質(zhì)量重構(gòu)有限元模型
4.2.2 二維質(zhì)量重構(gòu)有限元模型
4.2.3 三維質(zhì)量重構(gòu)有限元模型
4.3 優(yōu)化結(jié)果及誤差分析
4.3.1 優(yōu)化結(jié)果
4.3.2 積分點(diǎn)優(yōu)化后有限元法誤差分析
4.4 數(shù)值算例
4.4.1 三維管道無阻尼聲場模型
4.4.2 三維無阻尼車內(nèi)聲場模型
4.4.3 三維有阻尼聲場模型優(yōu)化結(jié)果及聲壓響應(yīng)頻率分析
4.5 小結(jié)
第5章 基于改進(jìn)有限元-最小二乘點(diǎn)插值法的不確定性聲固耦合系統(tǒng)分析
5.1 引言
5.2 聲固耦合系統(tǒng)基本方程
5.2.1 結(jié)構(gòu)域的有限元-最小二乘點(diǎn)插值法
5.2.2 結(jié)構(gòu)域動力學(xué)方程
5.2.3 聲場域的有限元-最小二乘法方程
5.2.4 板結(jié)構(gòu)-聲場耦合系統(tǒng)有限元-最小二乘法方程
5.3 聲固耦合系統(tǒng)的變量變換隨機(jī)攝動有限元-最小二乘點(diǎn)插值法
5.4 數(shù)值算例
5.5 實驗論證
5.6 小結(jié)
結(jié)論和展望
1 研究結(jié)論
2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
發(fā)表論文及參加課題一覽表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于低色散無網(wǎng)格仿真模型的艙室薄壁-腔體振聲耦合研究[J]. 王海濤,曾向陽,杜博凱,陳克安. 振動與沖擊. 2017(18)
[2]二維聲學(xué)數(shù)值計算的梯度最小二乘加權(quán)[J]. 崔向陽,胡鑫,王剛,李光耀. 機(jī)械工程學(xué)報. 2016(15)
[3]無限區(qū)域二維勢流直接邊界元法精度分析[J]. 韓玉超,盧曉平,王中. 中國艦船研究. 2015(04)
[4]陣風(fēng)響應(yīng)問題的配點(diǎn)型區(qū)間分析方法[J]. 呂崢,邱志平. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2016(02)
[5]波前法在無網(wǎng)格伽遼金法中的應(yīng)用[J]. 曹子龍,關(guān)玉璞,陳偉. 固體力學(xué)學(xué)報. 2015(02)
[6]徑向基點(diǎn)插值法在旋轉(zhuǎn)柔性梁動力學(xué)中的應(yīng)用[J]. 杜超凡,章定國,洪嘉振. 力學(xué)學(xué)報. 2015(02)
[7]改進(jìn)的無單元伽遼金法的研究及其應(yīng)用[J]. 王振寬,李海瑞,李厚琨. 信息通信. 2014(09)
[8]基于邊光滑有限元法的散射聲場數(shù)值計算[J]. 雷明,李威,柴應(yīng)彬,魏克難. 船海工程. 2014(03)
[9]求解非線性方程組的SPH迭代方法[J]. 阿合買提江·依明江,艾尼·吾甫爾. 數(shù)學(xué)的實踐與認(rèn)識. 2012(07)
[10]聲學(xué)數(shù)值計算的有限元-最小二乘點(diǎn)插值法[J]. 姚凌云,于德介,臧獻(xiàn)國. 中國機(jī)械工程. 2010(23)
本文編號:3292865
【文章來源】:西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
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Abstract
第1章 文獻(xiàn)綜述
1.1 研究背景與意義
1.2 研究進(jìn)展綜述
1.2.1 聲學(xué)計算方法研究進(jìn)展
1.2.2 不確定性數(shù)值方法研究現(xiàn)狀
第2章 緒論
2.1 問題的提出
2.2 研究思路
2.3 主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第3章 聲學(xué)波動方程理論及聲學(xué)有限元法
3.1 引言
3.2 聲學(xué)的Helmholtz方程
3.3 Helmholtz方程的Galerkin弱形式
3.4 聲學(xué)數(shù)值計算誤差分析
3.4.1 總體誤差
3.4.2 數(shù)值色散誤差
3.5 小結(jié)
第4章 基于廣義積分規(guī)則的聲場模型改進(jìn)有限元法研究
4.1 引言
4.2 基于廣義積分規(guī)則的質(zhì)量重構(gòu)模型
4.2.1 一維質(zhì)量重構(gòu)有限元模型
4.2.2 二維質(zhì)量重構(gòu)有限元模型
4.2.3 三維質(zhì)量重構(gòu)有限元模型
4.3 優(yōu)化結(jié)果及誤差分析
4.3.1 優(yōu)化結(jié)果
4.3.2 積分點(diǎn)優(yōu)化后有限元法誤差分析
4.4 數(shù)值算例
4.4.1 三維管道無阻尼聲場模型
4.4.2 三維無阻尼車內(nèi)聲場模型
4.4.3 三維有阻尼聲場模型優(yōu)化結(jié)果及聲壓響應(yīng)頻率分析
4.5 小結(jié)
第5章 基于改進(jìn)有限元-最小二乘點(diǎn)插值法的不確定性聲固耦合系統(tǒng)分析
5.1 引言
5.2 聲固耦合系統(tǒng)基本方程
5.2.1 結(jié)構(gòu)域的有限元-最小二乘點(diǎn)插值法
5.2.2 結(jié)構(gòu)域動力學(xué)方程
5.2.3 聲場域的有限元-最小二乘法方程
5.2.4 板結(jié)構(gòu)-聲場耦合系統(tǒng)有限元-最小二乘法方程
5.3 聲固耦合系統(tǒng)的變量變換隨機(jī)攝動有限元-最小二乘點(diǎn)插值法
5.4 數(shù)值算例
5.5 實驗論證
5.6 小結(jié)
結(jié)論和展望
1 研究結(jié)論
2 研究展望
參考文獻(xiàn)
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于低色散無網(wǎng)格仿真模型的艙室薄壁-腔體振聲耦合研究[J]. 王海濤,曾向陽,杜博凱,陳克安. 振動與沖擊. 2017(18)
[2]二維聲學(xué)數(shù)值計算的梯度最小二乘加權(quán)[J]. 崔向陽,胡鑫,王剛,李光耀. 機(jī)械工程學(xué)報. 2016(15)
[3]無限區(qū)域二維勢流直接邊界元法精度分析[J]. 韓玉超,盧曉平,王中. 中國艦船研究. 2015(04)
[4]陣風(fēng)響應(yīng)問題的配點(diǎn)型區(qū)間分析方法[J]. 呂崢,邱志平. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2016(02)
[5]波前法在無網(wǎng)格伽遼金法中的應(yīng)用[J]. 曹子龍,關(guān)玉璞,陳偉. 固體力學(xué)學(xué)報. 2015(02)
[6]徑向基點(diǎn)插值法在旋轉(zhuǎn)柔性梁動力學(xué)中的應(yīng)用[J]. 杜超凡,章定國,洪嘉振. 力學(xué)學(xué)報. 2015(02)
[7]改進(jìn)的無單元伽遼金法的研究及其應(yīng)用[J]. 王振寬,李海瑞,李厚琨. 信息通信. 2014(09)
[8]基于邊光滑有限元法的散射聲場數(shù)值計算[J]. 雷明,李威,柴應(yīng)彬,魏克難. 船海工程. 2014(03)
[9]求解非線性方程組的SPH迭代方法[J]. 阿合買提江·依明江,艾尼·吾甫爾. 數(shù)學(xué)的實踐與認(rèn)識. 2012(07)
[10]聲學(xué)數(shù)值計算的有限元-最小二乘點(diǎn)插值法[J]. 姚凌云,于德介,臧獻(xiàn)國. 中國機(jī)械工程. 2010(23)
本文編號:3292865
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