半空间内二维圆柱声散射理论解析解

采用理论解析方法研究半空间内二维非紧致圆柱的声散射。齐次Helmholtz方程的解在柱坐标系内用自由空间格林函数的级数展开式表示。基于镜像源方法,利用刚性半空间边界反射圆柱散射声波来解决半空间边界和圆柱之间的多重散射。结合等效源原理,处理半空间边界质量型阻抗特性和刚度型阻抗特性对声传播的影响,推导单位强度简谐单极子点声源产生声场的理论表达式。总声场可以表示为四个分量的总和:入射声场、反射波以及圆柱和镜像圆柱的散射声场。采用边界积分方法对声散射进行计算,以验证理论公式的正确性。点声源模型的理论解析值与边界积分方法数值解在研究的波数和观察点角度范围内一致。     

应用三次B样条函数插值的边界元法计算结构振动声辐射问题

本文通过在边界元方法中采用三次Ｂ样条函数作为插值形函数，对结构振动声辐射的计算进行了研究。并以脉动球作为算例，对其辐射声场中的有关声场参数进行了计算。通过将计算结果与理论解进行比较，结果表明：即使在边界剖分比较粗的情况下，利用该方法计算结构振动声辐射问题在较宽的振动频率范围内，也能给出良好的计算精度。     

半无限域中结构体辐射声场计算

本文从无限域Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ积分方程入手，用边界元法（ＢＥＭ）计算任意形状结构体辐射声场，对用ＢＥＭ计算声场出现的奇异积分，特征频率，边角点处向不连续，高频段计算误差较大等问题进行了有效，简便的处理，并用理论算例验证了这些方法有较精度。     

由水中结构物表面振速场计算辐射声场的理论及数值方法

一、计算原理 描述三维水介质中单频、稳态声场的波动方程有如下形式:式中:φ──速度势,c──水中声速 将波动方程与格林公式结合可推导出关于三维空间中结构体的边界积分方程:式中:C1──与表面形状有关的系数 S──包围结构体的曲面 u=e～jkr/4πr点源函数 u　=　n/　n;n──S面的内法向 φ=　φ/　n 边界积分方程中含有已知和未知的边界值,是计算结构体辐射声场的原始方程。 二、数值方法 采用边界元法计算辐射声场,首先将壳体表面边界离散成数个面单元,可采用四边形或三角形单元。单元内任一点的值可由节点处相应的值来表示,将离散单…     

变压器铁心远场辐射噪声预估方法

本文建立了一种根据变压器铁心表面法向振动加速度预估变压器铁心远场辐射噪声声场的方法。基于封闭表面法向加速度计算辐射声场的Helmholtz积分公式 ,建立了实验变压器铁心的声场计算数学模型 ,进行数值仿真 ,计算结果与经验公式的推导结果基本吻合。研究表明本文提出的计算方法可以用来预估变压器铁心辐射噪声声场。     

结构振动辐射声场的预估——边界积分方程中奇异积分的间接处理

本文讨论了利用边界积分方程和边界元技术计算结构的稳态外辐射声场的方法,同时,对边界元方法所固有的奇异数值积分提出了一种简单方便的间接处理方法。计算实例证明所编计算程序和奇异积分处理方法是成功的。利用该程序在已知结构表面振速分布的条件下,可以求出该结构在自由声场中的声功率、表面辐射效率以及声场中任意点的声压值和相位。对一个实际钢质空心封闭圆筒作了计算与实测的比较,结果显示了该方法可应用于实际结构或机器的前景。     

用边界元法计算声辐射时高次奇异积分的处理方法

边界元法应用于计算辐射声场时，由于奇积分的存在，会影响以计算结果的精度，本文描述了处理带有１／ｒ奇异积分和１／ｒ＾２二次奇异积分处理方法，包括数学证明和数值积分方法，计算结果表明这种方法能提高精度。     

用高频近似计算结构体辐射声场

本文对高频段（ｋａ≥５）结构体辐射声场用高频近似即所谓平面波近似方法来计算。该方法不但避免了通常所用的边界元法（ＢｏｕｎｄａｒｙＥｌｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄ，简称ＢＥＭ法）计算结构体辐射声场出现的３个问题：（１）不光滑点处的Ｃ（Ｐ）因子计算，（２）奇异积分，（３）特征频率处解的非唯一性，而且该方法精度较高，计算量小，便于微机计算     

管道声传播问题的一种高精度数值模拟

采用高精度的切比雪夫谱元法对管道声学模型的声场进行数值模拟。该解法对基于线性化欧拉方程的声场传播控制方程在空间上进行谱元离散,并推导了隐式时间积分的公式。通过Gaussian扰动波问题进行了算法测试,然后对带有管壁反射边界和进出口吸收边界的管道声学模型进行数值模拟,并给出具体算例进行求解分析,其结果符合线性声学理论,表明谱元方法对求解和分析计算气动声学问题具有良好的适应性和有效性。     

声呐导流罩内声场特性研究

为研究机械激励下声呐导流罩壳内噪声预报问题,采用数值计算(有限元法-边界元法)结合实验的方法对一导流罩模型的壳内声场进行研究。首先依据实际导流罩模型建模,并加载机械激励进行数值计算,得到壳内声场的均方声压,然后进行湖内实验测量,最后对比了数值计算和实验的结果。研究表明:有限元法加间接边界元法是分析导流罩内声场这种封闭结构流-固-声耦合问题的有效方法;导流罩壳内声场的数值计算结果与实验测量结果吻合较好;声场均方声压与结构均方振速之比反映了罩壳结构内平均声场特性,可用来对比分析数值计算和实验的结果。     

铰接板桥交通振动与声辐射算法及影响因素研究

铰接板桥是中国城乡公路桥梁中广泛采用的一种桥型,其在车辆作用下的振动,以及由此导致的结构声辐射问题对于桥梁周边的声环境具有较大影响。因此,针对铰接板桥的交通振动与噪声问题,提出了对应的分析方法并进行了验证。首先提出了该类桥型的车桥耦合振动高效算法,对各梁板建立独立的单梁模型,用铰接板梁法模拟各梁板之间的相互作用,由此实现车轮荷载在各梁板间的横向传递。然后用边界元法计算桥梁结构的声辐射,引入振动分析得到的桥梁振动速度,获得结构周边的声场。最后,用实际桥梁交通振动与声辐射实验进行了验证。基于当前方法,讨论了该类桥梁结构声辐射的影响因素。结果表明,加强横向联系、减小桥面粗糙度、采用无伸缩缝的连续桥面是降低结构声辐射的有效途径。     

简支梁在无限大不可压缩流体和声学流体中的固有振动问题

本文用边界积分方程描述无限大声学流体,从而得到了控制圆截面简支梁在该流体中固有振动的积分-微分方程。在此方程基础上,分别用摄动法和有限元与摄动展开相结合的方法,计算了简支梁在无限大声学流体中的固有频率。当声速趋于无穷大时,得到了无限大不可压缩流体中简支梁的固有频率。本文的方法可推广到较为复杂的结构声辐射系统的固有频率的计算上。     

Transient vibration and sound radiation of a rectangular plate with viscoelastic boundary supports

This work considers transient vibration and sound radiation from an impact‐excited rectangular plate with viscoelastic boundary supports. The approach used is based on the modal strain energy (MSE) method. Vibration of the plate is approximated by a double infinite series in the spatial co‐ordinates. Each term of the series is constructed with vibration modes of beams having the same boundary conditions as the plate, multiplied by a time‐dependent function. Modal loss factor of each mode is obtained by the MSE method. The sound radiation pressure in the time and frequency domain is obtained by numerical integration of the Rayleigh integral. Effects of the viscoelastic boundary supports on the vibration response and the radiated sound pressure of the vibrating plate are also discussed. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

复杂隔振结构激励下弹性基础振动及声辐射分析

针对隔振结构-弹性基础耦合结构向外声辐射问题,本文采用刚体理论及改进的傅里叶级数方法建立以任意边界弹性板为基础的双层隔振耦合结构数学模型。采用瑞利-里兹方法得到整个耦合结构的强迫振动响应,继而通过提取表面振速分布计算基础弹性板向外的辐射声功率。结合隔振结构的布置情况,以隔振器安装点的振动作为表征,探讨了耦合结构振动模态与基础板声辐射模态之间的耦合对应关系。最后计算并分析了基础边界条件对基础板向外辐射声功率的影响。     

矩形板辐射体弯曲振动的轴向声场计算

文章利用数值计算结合有限元方法,推导了一种计算自由边界条件下弯曲振动矩形板辐射体近远场轴向声压的方法。以算例中的矩形平板辐射体和阶梯矩形板辐射体为例,分别计算了其轴向声压并进一步进行了实测。最后,测试了声压与施加在激励换能器上的输入功率之间的关系。结果表明:在辐射体近场区域内,轴向声压随距离的增大有较大的起伏,近场多次出现声压极大值与极小值;在远场区域声压随距离的增加而缓慢衰减。输入功率不同时,辐射体轴向声压随距离变化的趋势相同,进一步说明所述计算方法的正确性。     

舵翼结构对水下航行器尾部振动声辐射的影响

针对带有舵翼的水下航行器尾部结构模型，研究舵翼对水下航行器尾部的振动及声辐射的影响。利用有限元和直接边界元法求解模型在流体中的动态特性。其计算步骤共分为四步：1．利用有限元方法对模型进行划分，并得到模型的“干”模态参数；2．根据上一步得到的结果，利用有限元和直接边界元的混合方法得到模型浸没在流体中的“湿”模态参数；3．将得到的“湿”模态参数进行模态叠加获得模型在内部激励下的响应；4．根据模型表面的位移和速度得到周围流场的声压分布。结果显示舵翼结构与周围流体的相互作用很大，改变其尺寸和刚度会使得模型的声压发生很大的变化，同时流固耦合现象的存在使得模型在水中的频率明显下降，并且模态阶数的顺序也发生了改变。     

计及二阶效应的梁杆系统动力响应分析方法研究

基于动力刚度法和有限元理论提出了一种考虑二阶效应计算梁杆动力响应的新方法。通过求解轴向力作用下Bernoulli-Euler 梁横向和轴向挠度自由振动微分方程,利用位移边界条件反解出待定系数,得到了动态精确形函数;使用经典有限元方法推导了考虑截面自身旋转惯量的质量阵和考虑二阶效应的刚度阵,该质量阵和刚度阵各元素均为轴力和圆频率的超越函数;建立了杆系结构瞬态动力学分析的动力平衡方程,给出了稳定和高效的求解方案。对几个典型的算例进行了计算分析,并与通用软件ANSYS 的计算结果进行了比较。计算结果表明:该分析梁杆系统动力响应的新方法具有较高的计算精度和效率,特别是能够准确地计入轴力对于梁杆动力响应的影响。     

结构声辐射分析的全特解场边界元方法

提出一种新的高效、高精度的全特解场边界元方法。该方法通过一系列特解来建立边界积分方程，从而避免了其系数矩阵的直接计算。通过对算例及模拟齿轮箱辐射声场的边界元分析，证实了本文方法的有效性。     

边缘构件刚度对索网结构风振响应的影响分析

本文根据索网结构中索系和边缘支承结构共同工作且相互影响的特点，运用随机振动理论，考虑风的三维相干性，讨论了脉动风作用下，边缘构件刚度对索网结构的自振频率和风振响应的影响规律。分析表明，临界刚度比是索网结构动力响应计算的一个关键参数。