為了提高中頻聲振耦合的計算效率,提出了波函數(shù)-統(tǒng)計能量法的結(jié)構(gòu)-聲學(xué)耦合方法,該方法從波動理論的角度出發(fā),將波函數(shù)法（WBM）和統(tǒng)計能量法（SEA）結(jié)合,通過在耦合面分別施加聲壓激勵和速度邊界條件,推導(dǎo)了耦合面參數(shù)理論計算公式。將該方法用到長方體聲腔和鋼板耦合的模型中,并對100～1000 Hz的計算結(jié)果進行了實驗驗證。WBM-SEA模型與參考FEM-SEA模型以及實驗?zāi)Ｐ偷念l響曲線對比結(jié)果表明,WBM-SEA與FEM-SEA以及實驗結(jié)果吻合很好,驗證了混合WBM-SEA的有效性。通過收斂性分析發(fā)現(xiàn)混合WBM-SEA方法計算時間比混合FEM-SEA方法更少。從而可以得出結(jié)論:混合波函數(shù)-統(tǒng)計能量法方法對中頻聲振耦合預(yù)測是有效的,且比FEM-SEA更加高效。 

【文章來源】：聲學(xué)學(xué)報. 2020,45(05)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

圖１統(tǒng)計性子系統(tǒng)響應(yīng)??

ｉ?—，?（１５）??其中，Ｗ?Ｍｉ分別代表子系統(tǒng)的阻尼損耗因子和模??態(tài)重疊因子，將ｒｆｆ?ｆｌ：表達的巧和只，ｃ＆ｓ代入式（８：），??便可求得未知量見??２三維聲腔－平板子系統(tǒng)聲振耦合參數(shù)??與ＳＥＡ系統(tǒng)參數(shù)計算??聲腔確定性子系統(tǒng)對平板統(tǒng)計性子峯統(tǒng)之間的??耦合參數(shù)的計算采用將聲腔聲壓載荷施加到無??限平板上；平板統(tǒng)計性子系統(tǒng)與聲腔確定性子系統(tǒng)??之間的耦合參數(shù)的計算采用在聲腔耦合面増加??法向速度連續(xù)邊界條件添加到波函數(shù)加權(quán)余量公式??中ｆ２１１。耦合理論模型如圖２所示。??激勵??聲腔子系統(tǒng)??Ｋ?ＷＢＭ??）??Ｖ??耦合面??圖２?ＷＢＭ－ＳＥＡ耦合理論模型??２．１聲腔結(jié)構(gòu)耦合參數(shù)（Ｃｓａ）計算?將聲壓表達式（１０）代入式（２０），可得：??假設(shè)板的邊緣是統(tǒng)計邊界，具有統(tǒng)計特性，板中??的直達場定義為對應(yīng)具有相同確定性邊界的板但是??不考慮統(tǒng)計邊界的場，在這種情況下，就產(chǎn)生了一個??無限板，它被加載在聲腔與平板的確定性界面上。因??此，我們可以將平板的位移響應(yīng)，同時也足耦合面的??位移，寫成無限板對聲壓和混響場載荷的響應(yīng)：??ｑｆ?＝?ｆ?＋?（２０）??取＝乂巧噸氣）：）（帥＇２?．?Ｗ十祕．化＋丑ｄ．ｉ丄ｖ－??ｒ?（２３）??將動剛度矩陣Ａｉｉｒ定義為于是在??式（２Ｓ）兩邊同時左乘并整理得到：??＼＾－Ｄｄｉｔ?Ｊ?Ｇ?（ｄ（ｒｊｒＰ＾?ｊ?ｗ?＋?Ｄ＾ｑｆ??Ｄｄｉｔ?ｙ＂?Ｇ?＾（ｒ）ｄｒ?十?ｙｗ，??（２４）??式中，切兩為格林函數(shù)，ｒ／為耦合面上貞的位豐矢?＋?Ａｕ沖＝／十／ｒｅｖ．?（＿：??＇蠢ｆ?■Ｈｄｕ；為傳導(dǎo)矩陣，定義為：??

７８２??聲?學(xué)學(xué)報??２０２０?年??１００?２００?３００?４００?５００?６００?７００?８００?９００?１０００??激率＿??國４?板速度■剩曲錢??９５??個節(jié)點在耦合面與平板耦合ｓ圖４展示了分別采用??ＷＢＭ－Ｓ麻和ＦＢＭ－ＳＳＡ兩種方法所獲得的平板系??統(tǒng)速度響應(yīng)％分析頻率為１〇〇？１〇〇〇?Ｈｚ。從圖中可??以看Ｈｈ在２８０？．４＃〇?Ｉｆｅ頻率區(qū)苘內(nèi)ＷＢＭ－ＳＥＡ?？??ＦＥＭ－ＳＥＡ之苘出現(xiàn)了一些頻率偏移，除此之外在其??它頻率ＷＢＭ－ＳＥＡ與ＦＥＭ－ＳＥＡ耦合較好。圖５展??示了?１００？１０００?Ｈｚ頻率段內(nèi)響應(yīng)點ｉ？的聲壓幅值??響應(yīng)曲線，紅色線條表示波函數(shù)－統(tǒng)計能量法計算結(jié)??果，藍色線條表示有限元－統(tǒng)計能Ｍ法計算結(jié)果．從??圖中可以看出，在整個ｉｆ算頻率段內(nèi)，二者的趨勢完??－全一致，但足在某些頻率點上的聲壓幅值存在誤差，??在２３０故ｆｆｉＯ?Ｈｚ段和６獨抱左右，出現(xiàn)了稍微頻率??上的飄忽，除此之外，在其它頻率段結(jié)果吻合輯好。??為了比較３種方法的精度與計箅效率，分析了??在２００?Ｈｚ時計算肀板速度各模型的響應(yīng)收斂性．相??對速度誤差定義為０３１：??？?－?？樣??￡?＝?Ｊ??＾ｒｅｆ??式中，矽表示用ＷＢＭ－ＳＥＡ和ＦＥＭ－ＳＥＡ計算的結(jié)??果，叫ｅｆ表示參考速度，即用精細有限元－統(tǒng)計能量??法計算的速度響應(yīng)�；旌希祝拢停樱牛�、ＦＥＭ－ＳＥＡ采??用Ｍａｔｌａｂ編程計算，圖６表示相對誤差和ＣＰＵ運??行時間的變化曲線。從圖中可看出，在同一精度下，??１〇－２??．＿＿????■￣一．．．Ｉ」?■￣￣■■?一?…」??１０°?

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3308087