基于颗粒阻尼的车轮声辐射特性分析

针对列车运行时由于轮轨的不平顺造成的车轮振动以及由振动产生辐射噪声的不足,本文利用颗粒阻尼附加质量小和宽频减振效果好的优点,在车轮踏面上设计了颗粒阻尼振动器来衰减和抑制车轮振动和辐射噪声,同时研究了两种不同激励载荷条件下的车轮声辐射特性。试验结果表明：相比于空轮以及空心阻尼环,颗粒阻尼器在宽频带内具有优良的振动抑制和降噪效果,其中在轴向和径向激励载荷下,安装颗粒阻尼器可以使车轮的振动大幅衰减,其中最大减振可达39dB,而噪声最大降噪为14.68dBA     

复合层合矩形板水下声辐射解析计算

基于一阶剪切形变理论(FSDT),建立四边简支矩形复合层合板水下声辐射解析模型,采用一种基于定积分的方法计算板表面流载声压,以提高辐射声阻抗的运算效率。为验证算法的正确性,将所得结果与数值计算方法进行了对比。1阶剪切形变理论计算结果也与经典层合板理论(CLPT)的计算结果进行了比较,指出其在计算复合层合板声辐射时的优势。最后分析了跨厚比,铺层角度等参数对声辐射的影响,为结构噪声控制提供参考。     

复合材料层合板的声辐射模态幅值分析

低频时, 控制振动结构第一阶声辐射模态伴随系数可有效控制总声功率。通过分层有限元模型可以求解层合板的位移模式。对层合板的固有频率和动态响应进行了理论推导。结合声辐射模态理论, 研究了层合板铺设角度、 弹性模量比、 跨厚比以及阻尼比等结构参数对层合板结构第一阶声辐射模态伴随系数的影响。计算结果表明, 分层理论结合有限元方法可以较准确地计算层合板固有频率, 而且铺设角度和跨厚比对层合板结构声辐射模态影响较大。     

结构声辐射的源强声辐射模态分析方法

为了解决不易获取复杂结构振速声辐射模态和利用其计算复杂结构外辐射声场困难的问题,提出源强声辐射模态分析方法。该方法利用简单源积分公式将结构表面连续的源强分布等效为一组简单源源强分布,利用这组简单源源强分布构造了结构辐射声功率2次型表达式,其2次型系数定义一个辐射阻矩阵,辐射阻矩阵的特征向量就构成了源强声辐射模态,从而实现复杂结构总辐射声功率的解耦。只要获得声辐射模态的展开系数,声场中的声压、质点法向速度等声学量都可由源强声辐射模态叠加得到。球形声源和棱台体声源的分析表明：源强声辐射模态保留了传统的声辐射模态优点,更方便解决复杂结构声辐射问题。     

复合材料层合板结构振动声辐射优化

通过有限元法计算复合材料层合板结构的振动特性,然后采用瑞利积分进行结构的声辐射分析.在此基础上,给出考虑振动声辐射特性的复合材料层合板的优化设计模型,研究简谐激励力下的结构灵敏度计算,重点推导了声学灵敏度分析公式,并采用序列线性规划方法进行了优化求解.数值算例表明通过层合板铺层厚度和角度的优化可以有效降低结构的振动声辐射,同时验证了灵敏度算法的精度和优化方法的有效性.     

摊铺机地板声辐射对驾驶员耳旁噪声的影响计算

运用边界元理论,推导出板件声辐射的边界元计算公式,并借助声学计算软件Sysnoise,计算出某摊铺机地板声辐射在驾驶员耳旁位置处的响应,计算结果与实测数据趋势吻合.研究表明,基于Sysnois软件的的边界元分析可以用于复杂机器产品的噪声成分分析.     

黏弹性阻尼夹芯板水下声辐射数值计算

通过变分法建立含黏弹性阻尼层复合夹芯板水下振动与声辐射模型,系统位移场采用离散层理论描述,并通过层间位移以及剪切应力连续性建立传递矩阵关系,使得系统运动方程仅与底板位移分量有关,以降低方程维数,提高计算效率。系统运动方程用Rayleigh-Ritz法求解。为验证所给方法的正确性,将计算结果与经典参考文献的计算结果进行对比。通过分析材料参数和几何参数,给出了影响夹芯板声辐射的主要因素,为水下结构噪声被动控制提供参考。     

有限元与声辐射模态的薄板声辐射灵敏度分析

采用有限元与声辐射模态方法研究了薄板声辐射的灵敏度。应用有限元方法求出结构的速度分布后,利用Rayleigh积分求出薄板的声压,然后将薄板的声辐射功率表示为薄板速度分布的正定厄米特二次型;将薄板的声辐射功率对设计变量求偏导,薄板声辐射的灵敏度转化为阻抗矩阵的灵敏度与速度分布的灵敏度,最后通过声辐射模态理论和有限元方法可以分别求出结构阻抗矩阵的灵敏度与速度分布的灵敏度。以四边简支的薄板作为数值算例,对所提出的方法进行了验证。     

热声热机数值模拟研究及其进展

随着热声理论的不断成熟,以及计算机技术、计算流体动力学和传热学的快速发展,数值模拟已成为与理论分析和实验研究相并列的三大研究手段之一。介绍了数值模拟研究的基本模型,重点综述了近年来热声热机数值模拟方面的研究成果,并在此基础上进行总结,展望了热声热机数值模拟方面今后的发展趋势。     

城市轨道交通箱梁桥板件对其声辐射的影响

轨道交通运营过程中自身引起的噪声问题已成为限制其发展的关键因素之一,其中桥梁辐射低频结构噪声使得高架线路的噪声问题更加突出,并且低频噪声所带来的影响甚至强于中高频噪声;因此为了抑制轨道交通运营时所引起的桥梁结构噪声,目前已开展大量关于桥梁结构声辐射问题的研究.研究桥梁结构声辐射最主要目的是设计低噪声桥型和制定既有线的降...     

轮胎振动声辐射数值分析

以225/50R17光面和纵向刻槽子午线轮胎为例,利用有限元软件ANSYS和边界元软件SYSNOISE对在面荷载激励下的轮胎振动与声辐射做了数值计算和分析。在有限元模型中,分别计算了轮胎在受径向接触面力、切向接触面力和侧向接触面力时的位移频率响应。将有限元计算的节点位移响应结果传递到边界元模型中,作为边界元模型的速度边界条件,利用边界元技术分别计算了三种工况下轮胎的辐射声功率、辐射效率和远场指向性。     

粘结颗粒材料双轴试验的数值模拟研究

利用离散元法数值模拟了5组试件的双轴试验,得到了粒径对弹性模量、泊松比、强度和裂缝初始应力的影响,分析了20MPa围压条件下粒径与弹性模量、泊松比、强度和裂缝初始应力的关系,以及6种围压与裂缝初始应力的关系,给出了5组试件荷载作用后颗粒间的接触力和颗粒位移矢量,从细观角度阐释了荷载作用下颗粒的运动模式。模拟结果表明,随着粒径的增大,弹性模量、强度和裂缝初始应力均呈减小的趋势;随着围压的增大,各粒径范围试件的裂缝初始应力呈增加的趋势,并且粒径越大的试件最大接触力和最大位移越大。     

齿轮泵声辐射性能仿真分析与结构优化

在软件Hypermesh中建立齿轮泵结构有限元模型,提取其结构模态;在软件LMS. Virtual. Lab中,结合齿轮泵的模态,得出泵体模态的频率响应和节点加速度;在声学边界元模块中,利用直接边界元法计算标准场点处的声学响应;分析得出泵的声辐射性能与其模态振型相关,提出结构改进方案,以改善模态振型,从而降低泵的辐射噪声。     

空腔的流激振荡及其声激励抑制方法的数值模拟

通过数值模拟，研究了矩形空腔在亚音速外流下的流激振荡问题。采用显式ＭａｃＣｏｒｍａ－ｃｋ二步预估校正有限差分格式，求解二维雷诺平均非定常Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程；并用Ｃｅｂｅｃｉ－Ｓｍｉｔｈ代数紊流模型作适当修正来模拟紊流效应，对有、无前缘声激励两种情况的空腔流场作了数值模拟，计算的振荡频率及振荡幅值都与实验结果基本符合，并且较好地模拟出了声激励对流场的影响。     

圆柱壳体振动声辐射效率数值计算分析

利用有限元、边界元和统计能量分析方法并结合软件对圆柱壳体在流场中受激振动及声辐射效率作了数值计算分析研究。利用ANSYS软件计算壳体的模态及其在流场中受点激励时的振动响应。然后结合SYSNOISE软件和AUTOSEA软件分别计算壳体在流场中声辐射效率在低频段和高频段时的频率响应。从而建立一套圆柱壳体在流场中振动声辐射效率在全频段的数值计算分析方法。     

表面带金属层的复合材料层合板低速冲击数值模拟

使用Abaqus/Explicit建立表面带金属层的复合材料层合板和复合材料裸板低速冲击有限元模型,与已有文献对比验证结果的可靠性,研究结果对复合抗弹结构有很好的借鉴和参考价值.采用Johnson-Cook本构关系模拟铝合金和钛合金层的力学行为,选用Hashin准则对复合材料层内损伤进行失效判断,用二次应力准则来模拟粘结层Cohesive单元的层间失效.结果表明,相同铺层与冲击能量下,表面带铝合金层合板对内部纤维的保护性能优于表面带钛合金层合板,表面带钛合金层合板的抗冲击性能优于复合材料裸板;[§/0°/90°/0°/90°/0°]s铺层层合板的抗冲击性能优于[§/-45°/90°/0°/45°/-45°]s铺层层合板的抗冲击性能;在子弹刚冲破层合板与子弹完全离开层合板阶段,表面带铝合金层合板对子弹动能吸收率最大.     

敷设二维周期块状阻尼结构的薄板声辐射数值计算

本文借助有限元和边界元的数值算法,针对特定的薄板结构,探讨敷设二维周期块状阻尼结构对薄板声辐射特性的影响。数值计算结果表明,在特定频段内,敷设二维周期块状阻尼结构的薄板辐射声能量要小于敷设传统等面积的整块自由阻尼结构。同时,适当增加阻尼敷设面积及块状阻尼的结构周期数能有效降低薄板声辐射。     

EAST窗口插件式低温泵热辐射特性的数值模拟研究

EAST窗口插件式低温泵是用于偏滤器粒子排出的重要部件,辐射热负荷对其抽气性能具有显著影响。本文首先设计了基于不同挡板形式的低温泵主要结构,并用仿真软件COMSOL分析低温板所受的辐射热。结果表明采用百叶窗挡板时低温板的辐射热负荷是人字型挡板的三倍左右,对照分析得到较为合理的挡板结构;对低温泵的表面处理方法进行探究,发现冷屏内壁抛光和发黑对低温板所受辐射热负荷的影响基本相当,但相比发黑,抛光可降低冷屏所受的辐射热量。在对低温板辐射热负荷的影响不大的前提下,对辐射挡板部分表面抛光可使其所受辐射热量比全部表面发黑处理减小40%左右。最后分析了挡板阵列和低温板阵列辐射热负荷的分布情况,为其冷却结构设计提供指导。研究为EAST窗口插件式低温泵的研发提供数据参考和设计依据。     

Navier-Stokes方程自由面数值模拟

A Crank-Nicolson finite difference method for incompressible Navier-Stokes equa-tions is developed and is applied to find the numerical solution of wave elevation on the free surface in a two dimensional tank. The numerical simulation of wave eleva-tion on the free surface is studied with different excited accelerations and Reynolds number. From the benchmarks, the proposed finite difference method agrees well with the previous published works. As shown in the numerical results, we draw a conclusion that the wave elevations decay gradually with time. The number of the beating periods diminish gradually when the Reynolds number decreases. Finally, we find that the wave elevations on the free surface keep a related stable height, when the Reynolds number decreases.     

表面超疏水性能的数值模拟研究进展

表面超疏水是自然界中一种常见的极端润湿现象。一般认为,表面超疏水是由表面微观结构和化学成分共同决定的。超疏水表面由于独特的非润湿性能,在润湿性变化、减阻、液滴弹跳、传热、蒸发、冷凝等方面具有广泛的应用前景。总结了近年来研究人员在超疏水表面润湿性变化、减阻、液滴弹跳、传热、蒸发、冷凝等方面的数值模拟研究情况,归纳了在超疏水性能研究中常用的数值模拟方法,并对其进行了评价,指出了这些方法存在的优点和缺点,提出了超疏水性能数值模拟研究应该关注的重点和研究方向。