用有限元/边界元方法计算U型管振动声辐射

利用有限元软件AN SY S和声学边界元软件SY SNO ISE对U型管道结构的受激振动与辐射声场进行分析.首先在AN SY S软件中计算结构受结点力激励时外表面的法向位移;然后提取耦合面单元网格数据及其法向位移,作为SY SNO ISE软件中的边界元模型和边界条件,计算出结构体的表面声压和外声场.通过对U型管声振模型计算分析,发现壳体厚度和耦合振动模态对于受激振动辐射声场具有一定影响.本文的研究为解决工程实际中管道振动中的噪声控制与设计优化提供了方便有效的途径.     

基于有限元和边界元的轮胎振动声辐射仿真计算

为考察轮胎振动声辐射的规律,本文从仿真计算的角度,以195/65R15型轮胎为研究对象,通过ABAQUS建立了多层复合结构轮胎有限元模型,计算了轮胎接地点在受到径向激励时各节点的振动速度,并将其转化为声学边界条件,在Virtual.Lab中利用间接边界元的方法计算了轮胎的辐射声压、声功率级以及远场指向性,同时考察了胎压,静载以及胎侧材料等对轮胎振动声辐射的影响.结果表明轮胎的振动噪声能量主要集中在各特征频率,而胎面和胎侧的振动是轮胎振动声辐射的主要噪声源.与此同时,胎压和静载对声辐射影响较大,而胎侧材料对声辐射的影响很小.这为轮胎在真实路谱激励下研究其振动声辐射奠定了基础,同时为轮胎滚动过程中振动声辐射的仿真计算提供了指导.     

周期子波在二维声辐射和声散射中的应用

提出了一种新的求解二维Helmholtz积分方程的方法。它通过将边界量用周期子波展开,将Helmhotz积分方程化为一组代数方程求解。即可求解Dirichlet、Neumann问题,也可求解合边值问题,方程的系数形成可用快速子波变换。用该方法形成的Helmholtz积分方程的系数矩阵是一稀疏矩阵,这样大大提高了计算效率,本算例表明：该方法收敛快,精度高,相同的精度下,本方法求解的未知量大大少于边界元所用未知量。     

传递矩阵-边界元方法预报水下旋转薄壳振动和声辐射

本文从弹性力学的有矩薄壳理论和声学的亥姆霍兹积分形式解出发,提出以传递矩阵-边界元方法数值预报水下任意形弹性旋转薄壳受谐和力激励下振动和声辐射.文中以水下球壳作为典型模型对计算程序进行了验证计算,并以流线形壳体尾部受激振动为例,对其辐射声指向性进行了数值预报和实验测量,计算结果与实验结果基本吻合.从而表明这种数值预报方法在工程上的可行性.     

二维多频声辐射问题的频域边界元分析方法

针对含有复杂频率成分声源的辐射问题,首先采用傅里叶变换将时域声源传播的控制波动方程转化为频域的 Helmholtz 方程;其次,选取多个等间隔的频率点作为采样频率,应用边界单元法求解各特征频率的 Helmholtz 方程,获得不同位置在各采样频率下的声压;最后,采用离散傅里叶反变换将频域声压幅值和相位转化为时域声压。边界元方法的应用过程中,在 Helmholtz 方程的常规边界积分方程的基础上,采用非连续拉格朗日单元对边界进行离散,保持了试函数在节点处的高阶连续性。在设计的两个不同结构内声场分析的算例下,验证了所提算法的正确性和准确性。     

粘弹性薄板动力响应的边界元方法

目的 研究粘弹性薄板动力学边界元方法,方法 首先在物理空间建立了粘弹性薄板动力响应问题的数学模型,然后利用拉普拉斯变换得到拉氏变换域的基本方程;利用基本方程的基本解,由边界元方法得到边界积分方程,并求得数值解,最后通过数值Ｌａｐｌａｃｅ逆变换得到原问题的解,结果 给出了粘弹性圆板,环板的挠度随时间的演化图,结论 根据演化图,可得挠度,弯矩随时间的变化关系。     

边界元计算内外声场耦合及流体目标声散射

为研究水下目标的耦合声散射问题,将声类比边界元技术应用于内声场、并考虑流体目标内外声场的耦合,建立了水下运动流体目标声散射的物理模型和数值方法．对于长圆柱和旋转椭球外型的流体目标,给出了几组声散射数值仿真结果,并和解析方法（变形圆柱法）的结果进行比较;比较结果的一致验证了该方法的正确性和有效性．该方法能够研究任意声波入射条件下复杂外形运动流体目标内外声场的耦合,结合结构的有限元描述,该方法将用于水下弹性结构的声耦合响应分析．     

非光滑结构表面声学边界元法中奇异积分计算方法

提出了采用三角形或四边形改进的二次插值函数,并结合局部极坐标变换或引入退化单元的方法,解决了任意三维非光滑结构表面声学计算边界元法中的奇异积分问题。通过计算脉动球源和立方体的表面辐射声压,证明了方法的有效性和对任意非光滑结构表面的适应性,该方法具有精度高和收敛速度快的特点。     

岩石力学问题统一的边界元方法

为了形成统一的计算机程序去处理各类岩石力学问题,本文根据两类位势层的物理意义,阐明了各类边界元间接法在形式上的一致性与原理上的共同性。不同性质的点源引起不同特征的基本解,由此区别不同方法。根据上述原理形成的源程序可以同时处理无限平面问题,复合平面问题、半平面问题、非均质问题(包括各种节理单元)及粘弹性问题等。给出了几个矿山应用实例。本文的原理适用于复杂材料模型,如材料非线性及各向异性介质等。     

粘弹性薄板动力响应的边界元方法

目的研究粘弹性薄板动力响应的边界元方法．方法首先在物理空间建立了粘弹性薄板动力响应问题的数学模型,然后利用拉普拉斯变换得到拉氏变换域的基本方程;利用基本方程的基本解,由边界元方法得到边界积分方程,并求得数值解;最后通过数值Ｌａｐｌａｃｅ逆变换得到原问题的解．结果给出粘弹性圆板、环板的挠度随时间的演化图．结论根据演化图,可得挠度、弯矩随时间的变化关系．     

边界元方法在计算多层壁温度场中的应用

本文详细地分析了初始温度为稳态情况下计算多层壁温度场的边界元方法。从计算分析的一个实例看,这种方法计算速度快,占计算机内贮少,精度高。     

WB法在三维声辐射中的应用

采用类似有限元处理无限域的方法,利用人工截断曲面将求解域分割成有界域和无界域,有界域再分割成凸形子域,在截断曲面内外分别定义可以表示声压场的波函数。通过连续性边界条件在人工截面上将内外子域联系起来,构造出可以求解的WB模型。算例表明,WB法比基于单元的方法计算效率更高。     

轴对称管道及消声器内部声场与管口声辐射问题的边界元法计算

边界元法用于计算轴对称管道及消声器内部声场与管口声辐射问题.对内部域和外部域有效的边界积分方程由管口处的连续性条件来耦合.轴对称边界积分方程被简化为沿母线的积分.采用三节点二次等参元对具有外插进出口管的膨胀腔消声器的传递损失、厚壁圆管内外声场及圆直管的辐射阻抗进行了计算并与其它方法结果进行了比较.作为应用实例,文中对简单膨胀腔消声器的插入损失进行了计算.     

三维静场的边界线性元解

本文从三维拉普拉斯方程的基本解出发,导出了三维静场的边界积分方程。文中对三维静场边界元法作了详细讨论,推导出边界线性元法的矩阵元素的解析公式,并给出计算三维导体电容的通用计算机程序。计算实例表明,该方法精度高,计算量小,是一种十分有效的数值方法。     

排气消声器的边界元仿真设计方法

用边界元方法计算了某一摩托车排气消声器的消声性能。结果证明该边界元单元模型正确,计算方法合理。用声模态分析和声压分布图分析的综合方法分析了消声器产生消声低谷的原因,并利用长管道驻波的控制方法加以控制。这一方法对控制以轴向尺寸为主的消声结构的消声低谷非常有效。探索了一种消声器的设计和模拟分析方法。     

用边界元-有限元法研究高架结构辐射噪声

高架结构是城市轨道交通的重要部分,其引起的结构辐射噪声问题引起了越来越多的关注。基于边界元Helmholtz积分公式和有限元流固耦合系统理论,推导了结构振动加速度与辐射声压之间的声传递向量,该传递向量可通过单元辐射叠加法求得,结合采用直线电机车辆的北京首都机场快轨线某段高架桥梁段现场试验结果进行了比较分析。结果表明：使用该方法计算的声压结果与实测结果的声压频谱分布及变化趋势吻合较好,该方法可用于城市轨道交通高架结构辐射噪声的预测研究。