基于正交球面波源边界点法的声学灵敏度分析

提出采用正交球面波源边界点法作为声学灵敏度算法,计算空间任意点的声学量关于设计变量的灵敏度,克服基于边界元的声灵敏度分析中所固有的各阶奇异积分和非唯一性问题,降低数值处理难度和工作量.提出近场声全息与声学灵敏度的组合分析方法,利用声全息重建出表面法向振速及其导数,然后再进行灵敏度分析,解决表面声学量获取困难的问题.数值仿真的结果充分证明该声学灵敏度分析方法的正确性和可行性.     

开口薄壁结构声固耦合问题的计算方法

对于开口薄壁结构的声辐射问题,很难用解析法直接计算,可采用多种数值方法进行仿真分析。文中研究了有限元法、边界元法与无限元法几种数值方法及其耦合的理论基础,研究了求解不封闭声腔声辐射问题的几种数值方法。在考虑声固耦合的前提下,分析了间接边界元法、直接边界元内外声场耦合法、有限元与边界元耦合法、有限元与无限元耦合法4种方法求解开口结构声场问题的系统方程及求解过程,以具体开口薄壁结构为实例采用4种方法进行了模拟计算,并对结果进行了分析比较,得出相关结论。     

太阳能声屏障的性能及应用分析

介绍了太阳能声屏障结构、工作方式及应用优势,阐述了太阳能声屏障的声学性能和发电性能,针对太阳能声屏障推广应用过程中存在的问题提出了解决方法,对于全面发展太阳能声屏障系统具有重要的现实意义。     

驾驶室结构振动及其声固耦合噪声响应分析

利用有限元分析软件ANSYS和声学分析软件SYSNO ISE对卡车驾驶室的振动与内部声场耦合做了数值计算分析研究。介绍了振动频响分析方法,动力学计算与声学边界元模型耦合的具体步骤。通过计算分析,分别研究了驾驶室结构的声固耦合模型与非耦合模型对室内声场的影响,从而找出在不同的壁板厚度条件下,声固耦合作用对室内噪声的影响,以及驾驶室内声场的变化规律。     

基于近场互谱法的医用聚焦超声场多参数检测

为实现医用聚焦超声场声学性能快速、准确检测,提出基于近场互谱测量技术的声参数检测方法。首先介绍了近场互谱法测量原理,实现聚焦声场的声压、声强、声功率检测;然后在COMSOL下建立聚焦换能器辐射声场有限元模型,分析其声场聚焦特性和传播形态,给出检测方案;最后,搭建了实验平台,验证了该方法的有效性和正确性。结果表明,通过聚焦声场的近场声源面预测焦域的声压分布,估算声功率,实现了对聚焦超声场的多个声性能参数检测,且具有较高的精度,有望应用于医用换能器的现场检测,有效监控医用聚焦超声设备的声性能,保证设备安全使用且满足治疗效果。     

压缩机机体声辐射与噪声预测

随着压缩杌技术水平的不断发展和性能指标的不断强化,压缩机的振动与噪声问题已经成为压缩机行业重要的研究课题.基于结构声辐射边界元理论,建立了压缩机机体声边界元模型,将有限元法和边界元法有机地结合起来,对机体辐射声场进行模拟计算分析,获得机体场点声压、声强、辐射声功率,以及辐射效率等声辐射特性参数,为机体的结构声学优化奠定了基础.     

基于DSP+CPLD的可控脉冲声源的设计与实现

可控脉冲声信号在声学测量领域有着重要的应用.文中介绍了可控脉冲声信号的生成原理.选用DSP+CPLD作为硬件平台,详细介绍了可控脉冲声源的软硬件设计.最后通过实验对系统进行了验证.实验证明该系统可以产生能用于吸声与隔声测量的脉冲声信号.     

应用声振法对轴承滚子无损检测的研究

滚动轴承滚子表层裂纹直接影响产品的使用寿命.文章主要介绍在应用声振法检测轴承滚子裂纹中,对于激励器和激励方法的选择.并指出轴承滚子声学信号处理和识别方法.     

新型PVDF声发射传感器的设计方法及应用

基于声发射技术研制了一种新型PVDF压电传感器。介绍了声发射传感器的结构、工作原理以及声发射传感器压电元件、背衬材料、声匹配层和前置放大器接口电路设计对传感器灵敏度、分辨率和信噪比的影响。利用美国物理声学公司声发射信号数据采集处理DiSP系统进行了断铅信号采集试验。测试结果表明：设计的新型PVDF声发射传感器对断铅信号具有宽频带响应。应用研制的新型PVDF声发射传感器、数字示波器和计算机组成的数据采集处理系统对4M20氮氢气压缩机六段排气阀进行了状态监测，结果表明新型声发射传感器能够用于设备状态监测，设计方法可行。     

汽车排气消声器声学性能国内外研究现状及趋势

汽车排气消声器的设计具有较高的复杂性,现阶段消声器的设计尚无直接成熟的理论,设计者必须通过反复修改和试验才能达到设计要求。结合有关文献分析了消声器声学性能的国内外研究现状及存在的问题,论述了一维声传递矩阵、有限元及边界元等声学性能分析方法在消声器设计中的应用和发展,并基于消声器的实际工况特点,指出气流和温度对消声器的声学性能有不可忽视的影响,并根据当前消声器研究存在的问题,对其研究趋势进行相应的预测。     

ADAPTIVE ELLIPSOIDAL ACOUSTIC INFINITE ELEMENT

It is shown that the basis of the ellipsoidal acoustic infinite element Burnett method, themultipole expansion, cannot represent real ellipsoidal acoustic field exactly To solve the problem, aweight of angular direction is added to the multipole expansion. The comparison of the modifiedmethod and the prime method shows that the modified method can describe and solve the ellipsoidalacoustic field more accurately than ever A dilating sphere is used to test the new method further.Unlike other infinite element methods, varied ratio of the ellipsoidal artificial boundary instead of sphereis used. The pressure value of the artificial boundary is utilized as the initial value of the new method.Then the radiating phenomena of the ellipsoidal acoustic field can be researched using the new method.These exmples show the feasibility of the adaptive method.     

驾驶室外声场分析的边界元法与无限元法

车外噪声是产生环境噪声的重要因素,驾驶室外声场的数值分析能够为控制噪声提供理论参考。介绍外声场分析的边界元法和无限元法两种数值方法的基本理论,研究声固耦合问题分析的流程,包括无限元法与有限元法耦合、有限元法与边界元法耦合。以拖拉机驾驶室模型为例,对驾驶室外声场进行数值分析,分析结果表明两种方法计算的声场结果基本一致,都能有效地分析驾驶室外声场,指导驾驶室结构设计。     

二维声学数值计算的径向插值有限元法

针对声学有限元分析中四节点等参单元计算精度低,对网格质量敏感的问题,将无网格径向插值技术引入到标准有限元中,构造径向插值形函数,推导径向插值有限元法(Radial interpolation finite element method,RIFEM)的二维声学数值计算公式。二维声学RIFEM采用标准有限元法形函数构造系统离散方程的声学刚度矩阵和边界积分矢量,保证了声压梯度和边界条件在区域边界的积分精度;采用径向插值形函数构造系统离散方程的质量矩阵,提高了声压数值近似函数的插值精度。对管道二维声腔模型和某轿车二维声腔模型的数值分析结果表明,与标准有限元法和SFEM相比,RIFEM的计算精度更高,对波数、单元尺寸和网格扭曲程度的灵敏度更低。因此RIFEM可以很好地应用于二维声学数值分析,具有广阔的工程应用前景。     

基于无限元方法的壳体外声场仿真研究

建立了无限元与有限元声学耦合模型,运用SYSNOISE软件的无限元与有限元耦合技术对八分之一封闭球壳的外部辐射声场进行研究,计算了八分之一球壳在介质为水和空气时,在典型激励作用下的外部声场辐射情况。壳体是工程中应用最广泛的结构之一,同时壳体的声场问题也越来越受到关注,强声场可能会导致结构发生变形,甚至破坏,使结构失去工作能力。通过计算,得出了壳体在100Hz时的声压级分布图,给出了壳体外部为水和空气时的声压级曲线,得出了壳体外部声场随激励变化的基本规律。这种方法为研究声场辐射问题提供了重要参考,也为今后解决此类工程问题提供了理论上的依据。     

双五元十字阵被动声定位融合算法及性能分析

为了提高被动声测量的准确度和克服声源目标空间方位模糊的问题,提出了双五元十字阵被动声定位融合算法。首先设计了一种双五元十字阵传声器阵列模型,依据模型定义了声源点象限判断准则;然后根据被动声定位原理推导了单一五元十字阵的声源点坐标计算公式,根据俯仰角度正弦值作为加权系数,构造了双五元十字阵被动声定位融合算法模型;最后对该模型测距和测向的精度进行了理论分析,给出了时延估计误差、俯仰角以及方位角与双五元十字阵定位性能的关系。理论分析和仿真实验结果表明,该算法克服了声源目标空间方位模糊的问题、减小了时延估计误差对测距测向性能的影响。本文算法能够更加准确地测量出声源点的位置信息。     

Research on acoustic-structure sensitivity using FEM and BEM

Acoustic-structure sensitivity is used to predict the change of acoustic pressure when a structure design variable is changed. The sensitivity is significant for reducing noise of structure. Using FEM (finite element method) and BEM (boundary element method) acoustic-structure sensitivity was formulated and presented. The dynamic response and response velocity sensitivity with respect to structure design variable were carried out by using structural FEM, the acoustic response and acoustic pressure sensitivity with respect to structure velocity were carried out by using acoustic BEM. Then, acoustic-structure sensitivity was computed by linking velocity sensitivity in FEM and acoustic sensitivity in BEM. This method was applied to an empty box as an example. Acoustic pressure sensitivity with respect to structure thickness achieved in frequency ranges 1–100 Hz, and its change rule along with stimulating frequency and design variable were analyzed. Results show that acoustic-structure sensitivity method linked with FEM and BEM is effective and correct. __________ Translated from Journal of Vibration Engineering, 2005, 18(3): 366–370 [译自: 振动工程学报]     

蜂窝复合材料超声辅助切割工具设计

在蜂窝复合材料超声辅助切割系统设计中,针对大变幅系数超声变幅杆的设计及其与加工工具配合的问题,基于“代替法”,结合有限元评估技术,建立了超声变幅杆和加工刀具的连接结构设计方法。首先,基于超声辅助加工原理,设计了具有大变幅能力的阶梯-悬链型复合变幅杆。然后,基于“代替法”,研究变幅杆长度减小对变幅杆声学性能的影响规律。进而,基于有限元仿真技术,研究装配后声学系统的声学性能。最后,采用设计的超声辅助切割系统对蜂窝材料进行切割加工实验研究,发现切割面无毛刺,加工过程无粉尘产生,从而验证了设计的超声辅助切割声学系统的有效性。     

管道系统振动声辐射的数值计算方法

基于管道振动的模态分析及谐响应分析，计算管道的声辐射效率，建立结构体振动与其辐射噪声之间的关系。文中首先建立管道的圆柱壳模型，进行管道结构动力学分析，采用有限元方法获得结构表面振动速度；然后根据结构声辐射理论，并且采用边界元法离散积分方程，通过建立管道的声场模型，得到管道结构在谐波激励下的声辐射效率，为降低噪声提供理论依据。计算结果表明，本文所建立的振动和声辐射模型及算法是有效的。     

振动体声学灵敏度分析的边界元法

振动结构关于设计变量的声学灵敏度分析可以为机械系统的低噪声设计提供量化依据,为结构的优化设计提供方向。采用边界元法,推导了辐射声压关于频率、表面振速等设计变量的声学灵敏度公式。在对系数矩阵求导时,没有采用传统的有限差分法,而是直接求导,并利用不连续单元替换点法处理边界元法中的奇异积分问题。将数值解与理论值比较,证明了计算公式的准确性和有效性。该灵敏度计算方法为机械系统的低噪声设计打下了基础。