波函数法在结构—声学耦合中的应用

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wkellyai_0
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在生活水平日益提高的今天,对于噪声的控制也要求越来越严格。在实际工程中,许多涉及噪声预测以及噪声控制的问题都可以简化为弹性结构与声腔的耦合问题,即结构-声学耦合问题,如汽车驾驶室和飞机机舱等。结构-声学耦合问题是噪声控制研究的基础,因此,寻找一种高效可靠的分析方法至关重要。本文采用一种新型的分析方法——波函数法(WBM,Wave Based Method),以及混合有限元-波函数法(FE-WBM)对结构弯曲振动和结构-声学耦合问题进行了探讨。首先,以基于Mindlin理论的波函数法为基础,将波函数法应用于平板的弯曲振动分析中。在Matlab中建立了矩形平板波函数法模型并进行数值计算,为了验证该方法,在Optistruct中建立了相应的不同精度的有限元模型并进行仿真计算,通过对比位移云图和响应点位移-频率响应曲线,表明随着有限元模型越来越精细,其仿真结果越接近波函数法计算结果。最后通过误差和收敛性分析,验证了WBM方法在薄板弯曲振动分析中的有效性以及高效收敛性。其次,以基于Mindlin理论的波函数法在平板弯曲振动中的应用为基础,将波函数法拓展到结构-声学耦合系统中。推导了波函数法在三维声学分析当中的应用,在耦合边界处,对结构施加声压激励、对声腔施加法向速度连续性条件,通过加权余量公式分别建立了结构以及声腔的求解模型,并组合成系统矩阵,求解系统矩阵得到波函数的加权系数,回代到位移和声压展开式即可求得平板位移以及声腔声压值。建立矩形平板和长方体声腔组成的三维结构-声学耦合模型,利用Matlab编程实现WBM法的应用。通过在Optistruct软件中建立不同精度的有限元对比模型,将仿真结果与Matlab数值计算结果进行对比,验证了波函数法的求解精度。最后通过收敛性分析,验证了WBM法在结构-声学耦合系统分析中的可靠性和高效性。最后,为了结合WBM法高效的收敛特性和有限元法(FEM,Finite Element Method)对于复杂模型的适应性,针对实际结构-声学系统的复杂性,提出了三部分耦合的混合FE-WBM方法,即FE-FE-WBM。其中结构采用FEM,声腔划分为FEM和WBM两个部分。在耦合界面处采用直接耦合法,通过加权余量公式以声压以及法向速度连续为边界条件推导了各子系统求解方程,并组合成系统矩阵。在Optistruct软件中建立简单类车有限元仿真模型,与Matlab数值计算结果进行对比,验证了该FE-WBM方法的可行性。
其他文献
自2008年全球金融危机爆发以来,各国央行均采取一系列货币政策对经济进行刺激。我国中央银行也实施了强有力的货币政策,货币政策取向从危机爆发初期的"适度宽松"逐步向后危机
经过30年的经济改革与经济转型,目前中国经济发展从起飞阶段进入到了加速发展的新阶段,这一阶段的基本特征表现为:工业化进入由中期阶段向高级阶段的过渡时期,整体经济发展进
本研究是以青藏高原东缘亚高寒草甸的五个不同演替阶段为例,分析了植被演替过程中群落的物种组成、植被盖度、重要值、物种多样性以及其他生态指标和土壤及植物优势种氮磷化
《老子》一书从一开始也就是第二章便充分暴露了其思想体系中颇具特色的辩证思维与作为中心思想的"道"论之间的矛盾。而"反者道之动,弱者道之用"更是不打自招地从理论上承认
[目的]观察玻璃酸钠关节腔内注射配合中药烫疗治疗膝骨性关节炎的临床疗效。[方法]将90例患者随机分为治疗组和对照组各45例,治疗组给予院内制剂烫疗1号方(威灵仙、独活、防
橡胶基复合材料是继树脂、金属、陶瓷基体之后又一类非常重要的复合材料。由于橡胶基体的非线性超弹性特性,使得橡胶基复合材料具有大变形特征,在航空航天、轻结构建筑、油料
[目的]观察中医综合疗法治疗慢性荨麻疹的疗效。[方法]将120例慢性荨麻疹患者随机分为两组,治疗组60例采用中医综合疗法(中药自拟方消风饮加减、针刺、放血、拔罐)治疗,对照
叶嘉莹从庄子"七窍凿而混沌死"的故事,生发出"七窍虽凿而混沌不死"的诗学理想,这种批评境界和追求,显示出叶嘉莹古典与现代、中国与西方相结合的批评思路,是叶嘉莹面对现代性
经济结构优化升级是我国经济发展转入新常态的核心变化。推进新型城镇化、产业结构升级,以及包括"一带一路"建设在内的区域经济一体化,将成为我国经济发展的新动力。只有通过
特高压变压器线圈电场的计算与优化,是特高压变压器绝缘设计中最关键的部分之一.为提高电场的计算精度,采用三维有限元的分析方法.针对线圈结构的参数设计,采用有限元分析软