用时域有限差分法计算透声目标的散射场

在透声界面附近运用声学基本方程可导出边界条件的时域有限差分（ＦＤＴＤ）表达式。本文用ＦＤＴＤ计算透声物体的反射、透射和散射，并讨论全内反射和完全透射现象，所得到的结果与理论解相符合，从而验证了这一边界条件差分表达式的适用性。基于此边界条件的ＦＤＴＤ基本框架可望在解决各种非弹性体的散射问题中有广泛的应用。本文还给出一个有效的吸收边界条件     

时域有限差分法及其在室内声场模拟中的应用

时域有限差分法将声波基本方程表示为一个时间和空间的迭代方程组,实现对室内声场中低频段的模拟计算。在介绍时域肯限差分法基本原理的基础上,着重探讨采用时域有限差分法模拟室内声场时边界条件的处理方法及该方法在室内声场模拟中的应用。分析了该方法存在的一些问题及其应用前景。     

有限差分法和数值模拟在热轧带钢层流冷却中的应用

针对传统的热轧带钢层流冷却卷曲温度控制中数学模型的固有缺陷，分别采用了差分方程和有限元数值模拟的方法，建立带钢厚度方向上的温度场。结果表明：考虑带钢与介质的热交换的同时再考虑带钢内部的热传导是必要的，为定量地描述计算值与实测值之间的偏差提供了参考。     

有限差分法模拟电梯悬挂系统横向受迫振动

电动机偏心旋转、导轨不规则和高层建筑的摇晃对高速运行的电梯产生位移激励,这种激励是引起电梯悬挂系统横向振动的重要因素。基于广义的Hamilton原理,建立了电梯悬挂系统变长度曳引绳受迫振动控制方程,在耦合项中忽略纵向项,得到任意变长度曳引绳的横向振动方程。提出了一个改进的有限差分方法,基于离散的控制方程建立了变系数的常微分方程组。以典型曳引电梯悬挂系统为例,仿真得到电梯运行中变长度曳引绳的横向振动位移响应和能量变化,并与Galerkin方法得到的结果进行了对比,两者基本吻合。最后定量分析了轿厢弹簧刚度对最大绳索位移和振动能量的影响。     

基于多线程并行计算的有限差分法弹性波数值模拟

地震波场的数值模拟技术是在已知地下介质结构和参数的情况下,利用理论计算的方法研究地震波在地下介质中的传播规律,从而合成地震记录的一种技术方法。有限差分法作为最常用的正演模拟方法之一,其基本原理是将波动方程中波场函数关于空间和时间的导数用相应差分来代替,也正是由于这种离散近似,不可避免地降低了数值模拟结果分辨率。为了有效减小数值频散造成的影响,常用的方法即是提高模型的剖分精度,采用并行计算的方法能有效提高求解效率。     

管道结构中含同轴穿孔管时的声传播特性

本文着重分析研究管道结构中含同轴穿孔管时的声传播特性，借助成熟的管道声学理论对典型结构作了严格的分析，阐明了结构内的存在两种类型声波：一为普通的平面声波，声压的相位和振幅在穿孔管内外区域保持相同；另一为特殊的声波，它由于穿孔管壁的耦合作用而产生，其声压的相位在内外区域正好相反，而振幅与截面积成反比，并且波数也与平面波的波数有所不同。文中对含同轴穿孔管的一些典型结构，作了定量分析，导出进口界面上声阻     

颗粒层对声辐射抑制作用与数值模拟

通过裸钢板和敷设颗粒层后声辐射的对比实验,可知颗粒层可以有效的抑制声辐射.以不同材料特性的连续层组合作为颗粒层的等效模型,并且依据实验结果和有限元数值模拟确定等效层力学参数,对颗粒层的抑制作用进行数值模拟.结果表明,颗粒层对表面声辐射抑制的频率特性与等同面密度板在空气中的插入损失情况相似;采用含有空隙的主要为阻尼损耗的介质层和质量层组合可在有限元建模中模拟颗粒层.     

层合板在压剪载荷下屈曲分析的三角有限差分法

本文利用J.M.Housner和M.Stein采用过的、具有以较少的自由度获得较精确结果优点的三角有限差分方法,对复合材料加筋层合板的总位能表达式进行单元划分后的差分变换,再利用能量变分原理导出以差分节点挠度为未知特征向量、外加均布载荷为未知特征值的矩阵形式的屈曲控制方程。对在简支、固支或用挠曲弹簧和弯曲弹簧模拟的弹性支持情况下,承受面内单向压力、剪切或压、剪联合载荷作用的复合材料加筋层合板进行了有效的屈曲分析。文中对以上几种情况进行了数值计算,计算结果同实验结果吻合良好。     

室内扩声中抑制声反馈下的语音信号提升

根据声反馈的技术原理，给出了具体实现在抑制声反馈的同时提升语音信号的解决方案。该系统与常规的声反馈抑制方法相比，语音扩声增益增加4dB．扩声效果清晰，背景噪声明显减小。     

采用正弦型谐振管的高频驻波热声发动机

设计了一截面积正弦变化的对称管道作为高频驻波发动机谐振管,实验研究了该发动机的工作性能与声功输出能力,并与采用等直径谐振管的实验结果进行对比.在一定加热功率下,正弦管能有效抑制系统产生的二阶谐波,提高一阶压力波动幅值并降低加热块温度.由于存在显著的非线性效应,基于经典线性热声理论的计算无法预测两种谐振管实验性能的不同,并且与实验结果偏差很大.     

均匀流直通穿孔管消声器声学特性预测的有限元法

将有限元法应用于预测有均匀流存在时直通穿孔管消声器的声学特性,推导了考虑运流效应的有限元法计算公式,并给出了声学特性的计算方法和数值实施过程。传递损失数值计算结果表明,随着气流马赫数的增加,消声器中高频的消声量有所增加。为精确预测直通穿孔管消声器的声学特性,流速对消声器内声传播的影响应加以考虑。     

《扩张室式消声器声学特性的有限元分析》

应用有限元法分析进出口管同轴扩张室式消声器的声学性能,计算其传递损失并与一维平面波理论计算对比,分析一维平面波理论的适用范围。通过分析出口管偏置消声器,双出口管消声器和两腔消声器的声学性能表明：出口管位置和数量影响消声器中高频消声性能,而两腔消声器则能明显改善消声器中低频的消声效果。     

锥管结构消声性能的有限元分析

声学性能和空气动力学性能是评价消声器的两项重要指标,锥管结构因其良好的空气动力学性能和低频消声性能受到相关研究人员的关注。运用有限元数值计算方法,以传递损失作为评价指标,探索其结构参数对扩张式消声器消声性能的影响。研究发现,随着锥角增大,锥管消声频带向高频方向扩展;锥管长度主要影响消声带宽;扩散管口与收缩管口面积比主要影响消声峰值;锥管结构运用于扩张式消声器中对传递损失曲线具有移频、降幅、改善通过频率处消声性能的作用。     

穿孔管消声器消声性能的有限元计算及分析

使用有限元法计算穿孔管消声器的传递损失,并与实验测量结果进行了比较,二者吻合良好。穿孔率 相同而孔径不同的两个穿孔管消声器的传递损失与具有相同直径和长度的简单膨胀腔消声器的传递损失比较表 明,穿孔管对消声器的低频性能影响较小,而对中频消声性能影响很大、对高频消声性能影响有限。     

燃烧室冷态声场特性分析与试验研究

针对常用的圆柱型燃烧室,通过有限元方法进行了声场特性的分析,得到了所关注的第一阶切向共振频率和振型,论文同时探讨了小空间声场的测试方法,并采用设计的测试系统和装置进行了测试,试验结果与分析结果的一致性表明了该有限元模型的正确性以及该试验方法的有效性,也说明该试验方法适用于小空间声场的测试。     

结构声辐射计算的边界无网格法

研究函数有限维逼近插值形函数的一般要求,介绍采用移动最小二乘构建无网格插值形函数的方法与步骤;通过配点法将Kirchhoff-Helmholtz边界积分方程离散为受边界条件约束的线性方程组;最后通过分块矩阵法求解约束方程组,得到离散后的声辐射传输模型数值表达式。在计算实例中,分别用边界无网格法和边界元法建立声辐射传输模型进行声场计算,计算声场值与解析值相对比的结果表明,由于边界无网格法插值形函数根据求解情况自行构建,因此更灵活,具有更高的插值和计算精度。     

多层周期性结构隔声特性的试验研究

根据固体物理学的周期性结构的能带理论,通过试验研究多层周期性结构的隔声特性.并利用频谱分析技术对多层周期性结构与非周期性多层结构进行分析,试验和分析表明:多层周期性结构呈现出声子禁带的隔声特性.     

催化转化器声学特性研究

基于粘性流中的准平面波传播理论,推导获得催化载体的四极参数,使用有限元法计算载体两端连接空腔的传递矩阵,利用交界面处的声压和体积速度连续性条件求出催化转化器的四极参数,进而计算催化转化器的传递损失,分析载体参数对催化转化器声学性能的影响。     

高速列车气动噪声Lighthill声类比的有限元分析

随列车行驶速度逐年提高,气动噪声源逐渐超越轮轨噪声成为高速列车最主要噪声源。通过ACTRAN - Aeroacoustics建立基于Lighthill声类比理论的高速列车气动噪声CFD/CAA混合数值分析模型。计算并讨论非定常流场与气动声场计算结果,并分析此数值模型可以进一步完善的一些重要方面。目前数值模拟结果表明列车高速行驶状态气动噪声源主要集中在与车身气动外形密切相关的三类位置上,且通过当前模型可以有效剖析列车车身气动外形设计对气动噪声的影响以及相应的高速列车低噪音优化途径。