双层板结构中声传播主动控制的仿真分析

文章针对一个具有双层板结构的模型,对于在双层板结构中放置次级声源以达到主动控制低频噪声传播的方法进行了数值计算仿真.在数值计算仿真中采用直接对结构-声耦合运动方程进行傅立叶变换的方法,简单而有效地验证了在封闭空腔中放置次级控制声源可以达到控制低频噪声传播的目的,并且分析了不同控制源策略的差异.     

反馈的主动噪声控制技术在双层板结构中的应用

本文对于低频噪声在双层板结构中传播的问题，探讨采用反馈的主动噪声控制技术以达到控制噪声传播的目的，通过实验分析证明了这种方法的可行性并可取得一定的效果。     

基于声辐射模态的双层板声传输有源控制数值仿真和分析研究

针对双层板结构声有源控制(ASAC)的应用实施过程中全局控制目标函数和误差信号的获取问题,提出了基于辐射模态和结构误差传感的声传输有源控制的思想和策略,建立了双层板腔结构声传输系统及辐射模态控制分析模型.在此基础上对双层板腔声传输有源控制进行了数值仿真和分析研究,重点探讨了控制方法策略及系统参数对有源控制效果的影响及其对应的控制机理.结果表明:在低频范围内,仅需控制前四阶辐射模态声功率,便能和总的辐射声功率最小控制效果基本一样;在低频段声腔(0,0,0)模态在系统耦合响应中起主导作用,因此相比入射板和辐射板作动器控制,利用腔中次级声源作动的控制策略是一种更好的控制策略.     

夹层边界上布置主动声学边界的有源隔声双层板结构EI北大核心CSCD

在双层板结构中夹层声场边界上布置平面声源作为主动声学边界,构成有源隔声双层板结构,提出基于主动声学边界方法的有源隔声双层板结构。在双层板结构中夹层边界上布置四边简支板,用来代替主动声学边界,控制力作用到该简支板上,采用声弹性理论建立了有源隔声双层板结构的计算模型,分别以辐射声功率最小和夹层声功率最小作为控制目标来优化控制力,计算分析控制前后夹层结构的传声损失以及各子系统的响应,并研究了主动声边界尺寸大小对系统隔声性能的影响。计算结果表明:主动声边界控制策略可以有效提高双层板结构的隔声性能,且以辐射声功率最小为控制目标要优于以夹层声场的声功率最小为控制目标;控制后,主动声边界对入射板振动响应几乎没有影响,辐射面板的振动动能和夹层声场的声功率均被有效地抑制;不同尺寸主动声边界都提高了夹层结构的隔声性能;对于低频率段,不同尺寸主动声边界对夹层结构的隔声性能提高的程度相同;对于其他频率段,主动声边界对传声损失和各子系统响应的影响并没有一定的规律,可以对主动声边界的尺寸进行优化设计,达到提高特定频段隔声性能的目的。     

点式压电智能柔性板的振动主动控制的建模与仿真

基于有压电电层的层合板结构的二维传动方程与二维传感方程,导出了粘贴有点压电传感器与执行器的智能板结构的有限元模型的模态振动控制方程与传感方程。由此模态－状态方程,利用线性二次优化方法得到了智能板结构的最优控制输入。     

结构声主动控制系统设计及其鲁棒性分析

基于结构辐射机理和特征，本文建立了结构声主动控制的系统模型。通过对此系统鲁棒性分析，进一步从理论上探讨结构声自适应主动控制的物理机制和最优实现问题。     

基于声振耦合理论的压电智能板结构声辐射主动控制研究

对结构声辐射压电控制的压电片布置问题进行深入的理论和数值分析.首先基于声振耦合理论,对低频段声辐射板的压电传感器和作动器的布置做定性的分析,给出声辐射功率与结构模态比和模态积之间的关系式.其次基于有限元/边界元数值计算方法,对所提出的压电片布置方案进行辐射声场控制的定量计算,并和其它布置方法进行控制结果比较.通过计算比较可以看出,提出的压电片布置方案在低频段所得到的多阶模态控制效果,明显优于基于振动模态应变贴片理论方法所得到的控制效果,得出若干结论供参考.     

双层板声透射性能计算分析

随着双层板结构在工程中的广泛应用，其声透射性能也得到越来越多的关注。本文从声波动方程和尤拉方程入手，利用边界条件得出双层板透声系数表达式，并利用所得表达式对双层板结构在不同板距和不同入射角的情况下的声透射性能做了比较，对于双层板透声和隔声结构的设计有很大的实用价值。     

NOPD技术在板结构声辐射控制中的实验研究

本文应用NOPD技术设计了一种复合多层板，按照四边固定薄板结构的模态振型，对不同的NOPD填充形式，进行声学实验，来评价不同填充形式在降低板类结构声辐射方面的效果，分析了该类板结构声振耦合的关系并验证了NOPD技术对声辐射控制的作用。     

平板型有源吸声结构物理机制研究

有源吸声结构是近年来提出的吸收低频反射声的有效方案,对其物理机制的分析将为系统优化设计、次级源和误差传感器布放及控制目标选取等关键问题提供理论支持.在最小反射声功率条件下,从控制前后初、次级结构的反射声功率和净声强的变化,以及反射声场中声强的分布来阐述吸声降噪中的物理机制.结果表明,吸声降噪中的能量转换分为能量抑制、能量吸收以及能量抵消3种机制.从近场声强的角度看,有源吸声主要是通过声强幅度抑制和声强方向调整两种机制体现,控制前大部分区域反射声波的法向声强为负值,控制后则变为正值,即声能量在控制前向远场传递,控制后则流向吸声结构.     

受静压力作用加筋板隔声性能研究

基于随机平面波声源建立混响声源激励的加筋板隔声计算模型,通过对试验模型数值计算,二者结果基本吻合;计算存在静压力时加筋板隔声特性表明,存在静压力时加筋板基频移动会致低频隔声量显著增加,压力增加到一定程度时隔声量基本不再增加;此刻为存在预应力的实际结构物隔声量计算提供参考。     

Sound transmission through a poroelastic layered panel

Multi-layered panels are often used to improve the acoustics in cars, airplanes, rooms, etc. For such an application these panels include porous and/or fibrous layers. The proposed numerical method is an approach to simulate the acoustical behavior of such multi-layered panels. The model assumes plate-like structures and, hence, combines plate theories for the different layers. The poroelastic layer is modelled with a recently developed plate theory. This theory uses a series expansion in thickness direction with subsequent analytical integration in this direction to reduce the three dimensions to two. The same idea is used to model either air gaps or fibrous layers. The latter are modeled as equivalent fluid and can be handled like an air gap, i.e., a kind of ‘air plate’ is used. The coupling of the layers is done by using the series expansion to express the continuity conditions on the surfaces of the plates. The final system is solved with finite elements, where domain decomposition techniques in combination with preconditioned iterative solvers are applied to solve the final system of equations. In a large frequency range, the comparison with measurements shows very good agreement. From the numerical solution process it can be concluded that different preconditioners for the different layers are necessary. A reuse of the Krylov subspace of the iterative solvers pays if several excitations have to be computed but not that much in the loop over the frequencies.     

简支矩形板声辐射的有源控制

文章以简支平板为例 ,通过声辐射模态研究结构声辐射的有源控制。首先分析了声辐射模态的数学和物理意义。由于在中、低频时 ,声辐射模态对应的辐射效率随着模态阶数的增加而迅速降低。在此基础上 ,文中提出了一种新的控制策略 ,即抵消前k阶声辐射模态的伴随系数 ,使得前k阶声辐射模态的声功率为零。文中以压电陶瓷作动器作为控制力源进行了数值计算研究。并与传统的控制策略———声功率最小化策略进行了比较。     

Smart panels for the control of sound transmission

Research work on active control has been pursued for some time at the Institute of Sound & Vibration Research (ISVR) of the University of Southampton in the UK. Early work included the development of active headsets for military pilots in the 1980s, and research into the active control of propeller noise in the passenger cabin of aircraft in the 1990s. Both of these applications were examples of purely acoustic control, i.e. the sound-field was controlled using loudspeakers. More recent work has focused on the active control of structure-borne sound either by controlling the transmission path or by controlling the vibration of radiating panels. This article will focus on the latter application, particularly on the use of distributed actuators and sensors for the control of sound radiation.     

基于加速度反馈和自抗扰的加筋壁板结构复合振动控制

四面固支加筋壁板结构中存在的模型难以确定等多种不确定因素,影响了闭环结构的振动控制性能.针对这一问题设计了一种不依赖结构数学模型的加速度传感信号反馈和二阶线性自抗扰复合振动主动控制策略,并在理论上分析其稳定性和优越性.首先,采用二阶线性自抗扰控制器实时估计对象模型变化及其外扰组成的广义干扰,并将估计值作为补偿信号前馈到控制信号中消除广义干扰对系统的影响;然后,设计加速度传感信号和线性状态误差反馈的自抗扰复合振动控制器;最后,基于dSPACE实时仿真系统,建立了四面固支加筋壁板结构的主动振动试验平台.利用加速度传感器和压电片驱动器抑制加筋壁板结构振动,并对提出的控制方法进行对比试验.几种外界干扰激励的试验结果表明,该方法不仅能有效抑制由于正弦激励和外界冲击引起的振荡,而且能更好抑制不确定因素引起的整个结构的波动.     

汽车车门密封结构的传声实验研究

汽车高速行驶时气流导致的车身内外压差和密封件局部压力变化,会使车门密封传声加剧,目前针对车门密封传声的相关研究较少.通过小型气动-声学风洞实验测试手段,参考汽车实车门结构密封和气动力作用特点,建立门单道密封和门板四周密封结构实验研究环境和试验件,研究其密封结构的传声特性.研究表明:竖向和横向密封对门板中高频传声影响较大...     

有源噪声控制次级声源的非线性建模

基于电动扬声器的顺性、磁力因子和音圈自感三个非线性参数,建立了基于电力声类比线路方法的次级声源非线性时域模型.采用该模型对次级声源总谐波失真(THD)进行仿真,并与测试结果进行比较,结果表明在较低频率范围、较大输入信号幅值的情况下,该非线性模型是可行的.将该模型引入有源噪声控制系统,并以滤波-XLMS算法为例,对采用次级声源理想模型、线性时域模型和非线性时域模型的控制系统分别进行仿真,结果表明采用非线性模型系统的降噪量远低于采用其他模型的系统,并且非线性失真度大小对降噪量也具有明显的影响.     

含主动耳蜗的人耳传声有限元模拟

采用外耳道、中耳、简化耳蜗耦合的有限元模型,模拟声压从外耳道传入耳蜗和耳蜗液体驱动基底膜振动的过程。耳蜗模型包含正交各向异性材料基底膜并考虑尺寸和材料性质沿长度的变化,在对柯蒂氏器进行微观力学分析的基础上,运用前馈模型实现耳蜗的主动机制。提出了外耳道声音激励与耳蜗主动机制联合作用下中耳和耳蜗响应计算方法,结果表明提出的模型实现了外耳道激励下基底膜位移与激励水平的非线性、基底膜频率选择特性等模拟。