基于平面声源实施结构声辐射有源控制的理论研究 被引量：15

1

作者 陈克安 G.H.柯谱曼 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期289-293,共5页

研究了利用分布式平面声源对结构声辐射进行有源控制的问题。首先建立了系统的数学模型,然后推导了有源控制条件下次级声源的强度和声功率降低的计算公式。在实际应用中,次级声源参数(面积大小、安放位置、个数等)对控制效果有重要影响... 研究了利用分布式平面声源对结构声辐射进行有源控制的问题。首先建立了系统的数学模型,然后推导了有源控制条件下次级声源的强度和声功率降低的计算公式。在实际应用中,次级声源参数(面积大小、安放位置、个数等)对控制效果有重要影响,本文基于有源控制的物理机理和数值仿真研究这些问题。结果表明:一般情况下,次级声源板的振动模态分布与初级结构振动模态分布不相同,因此,在低频范围内,需要至少4个分布式次级声源,方能有效地控制初级结构声辐射。 展开更多

关键词 平面声源 结构声辐射 有源控制 次级声源 强度 声功率 物理机理 振动模态分布 数值仿真

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水下复杂壳体结构在多源激励下的振动及声辐射特性研究 被引量：15

2

作者 陈明 王斌 曹为午 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期498-505,共8页

为了综合评估水下复杂壳体结构在多源激励下的振动与声辐射特性,专门设计了一个多舱段复杂壳体模型,分别进行了单台设备激励、多台设备激励的壳体振动与声辐射试验。试验结果表明,多源激励下的结构响应和辐射声场可以近似为单源激励下... 为了综合评估水下复杂壳体结构在多源激励下的振动与声辐射特性,专门设计了一个多舱段复杂壳体模型,分别进行了单台设备激励、多台设备激励的壳体振动与声辐射试验。试验结果表明,多源激励下的结构响应和辐射声场可以近似为单源激励下结构响应和辐射声场的非相干叠加。通过对激励源与结构响应、辐射声场之间传递关系的理论分析,讨论了以单源激励响应非相干叠加合成得到多源激励响应的合理性和误差。研究结果对复杂壳体结构在实际激励下的振动与噪声预报具有重要价值。 展开更多

关键词 声辐射特性 壳体振动 壳体结构 激励源 水下 非相干叠加 辐射声场 结构响应

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任意声场中非规则形状Rayleigh散射体的声辐射力研究 被引量：9

3

作者 范宗尉 杨克己 陈子辰 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期491-497,共7页

为满足声辐射力更广泛的应用,克服传统辐射力理论仅适合简单理想声场及规则形状散射体的局限性,建立丁任意入射声场中非规则形状Rayleigh散射体的声辐射力计算理论。针对任意声场中流体质点沿曲线轨迹振动以及非规则散射体空间姿态随机... 为满足声辐射力更广泛的应用,克服传统辐射力理论仅适合简单理想声场及规则形状散射体的局限性,建立丁任意入射声场中非规则形状Rayleigh散射体的声辐射力计算理论。针对任意声场中流体质点沿曲线轨迹振动以及非规则散射体空间姿态随机取向的特点,在散射场计算中同时计入散射体质心平移与姿态转动的影响,得到了更为普适性的散射场速度势函数。在此基础上,推导出适于任意声场中非规则散射体的声辐射力计算公式。实例研究表明,本文方法不仅完全满足简单声场规则散射体的辐射力计算,而且还适合于任意声场非规则散射体辐射力的应用,规则散射体的计算结果与传统方法完全一致,而对于非规则散射体证实了其旋转角速度不为零,且声辐射力随姿态不同而变化。 展开更多

关键词 RAYLEIGH 散射体 辐射力 非规则 声场 形状 计算理论 空间姿态

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聚焦式超声悬浮 被引量：12

4

作者 潘祥生 邢立华 +1 位作者 李勋 张德远 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期79-82,共4页

超声悬浮技术在无容器材料制备以及地面空间状态模拟等方面有着广泛的应用前景.利用超声聚焦的原理,把换能器的辐射端设计成曲面,建立了一种单轴式的超声悬浮系统,旨在提高系统的悬浮性能.从理论上分析了此结构中声场的分布情况及其特性... 超声悬浮技术在无容器材料制备以及地面空间状态模拟等方面有着广泛的应用前景.利用超声聚焦的原理,把换能器的辐射端设计成曲面,建立了一种单轴式的超声悬浮系统,旨在提高系统的悬浮性能.从理论上分析了此结构中声场的分布情况及其特性,并且对声场作了进一步的数值模拟分析.最后根据此理论设计了几种不同参数的超声悬浮器,进行了一系列的实验验证.实验结果表明此种结构能够提高系统的悬浮性能,系统的悬浮能力以及悬浮稳定性要比平面式超声悬浮系统高. 展开更多

关键词 超声换能器 声辐射器 聚焦 数值分析

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基于声辐射模态的有源结构声传入及其辐射控制 被引量：8

5

作者 靳国永 杨铁军 刘志刚 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期256-265,共10页

从辐射模态的概念和角度研究利用结构误差传感方法对弹性封闭空间结构声辐射进行传感和有源控制。首先分析了辐射模态的数学和物理意义并揭示了辐射模态与声腔模态之间的内在耦合关系。通过声辐射模态建立了弹性封闭空间结构声辐射传感... 从辐射模态的概念和角度研究利用结构误差传感方法对弹性封闭空间结构声辐射进行传感和有源控制。首先分析了辐射模态的数学和物理意义并揭示了辐射模态与声腔模态之间的内在耦合关系。通过声辐射模态建立了弹性封闭空间结构声辐射传感和有源控制模型,并提出了通过传感器阵列测量结构表面有限点的振速分布和设计特定的辐射模态空间滤波器来获得控制所需的误差信号。在此基础上对封闭空间结构声辐射有源控制和误差传感策略进行了深入的理论和数值仿真分析,重点讨论了传感器的数量和布放对辐射模态传感及其有源控制效果的影响。结果表明:辐射模态与声腔模态的耦合具有严格的选择性,各阶辐射模态的形状和与相耦合的主导声模态在耦合面上的形状非常相似;利用结构传感技术传感封闭空间的辐射模态时测点不足或空间采样不足将可能产生较严重的模态泄漏问题,使得不希望的结构模态泄露进所测的辐射模态当中来。在低频范围内,一般只需传感并最小化前三阶有效辐射模态声势能,在更低频和空间声模态频率附近,只需最小化前一阶最有效辐射模态声势能,便能和总声势能最小化策略控制效果基本一样。 展开更多

关键词 声辐射模态 结构声辐射 有源控制 辐射控制 传感方法 封闭空间 耦合关系 数值仿真分析

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基于渐进结构优化的结构-声拓扑优化研究 被引量：6

6

作者 陈炉云 王德禹 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期456-461,共6页

研究了连续结构在外力作用下的声辐射拓扑优化问题。运用有限元法(FEM)分析结构响应,运用边界元法(BEM)处理外场的声辐射问题,采用渐进结构优化(ESO)来进行声拓扑优化分析。以一平板为例分析了在外谐力作用下的结构-声辐射拓扑优化。结... 研究了连续结构在外力作用下的声辐射拓扑优化问题。运用有限元法(FEM)分析结构响应,运用边界元法(BEM)处理外场的声辐射问题,采用渐进结构优化(ESO)来进行声拓扑优化分析。以一平板为例分析了在外谐力作用下的结构-声辐射拓扑优化。结果表明用渐进结构优化(ESO)来进行结构-声拓扑优化是可行的、有效的。 展开更多

关键词 渐进结构优化 拓扑优化 声辐射问题 优化问题 连续结构 结构响应 有限元法 边界元法

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基于麦克风阵列测量的机翼脱落涡噪声研究 被引量：6

7

作者 乔渭阳 唐狄毅 UlfM ichel 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期200-204,共5页

应用由 1 1 1个麦克风组成的平面麦克风阵列对当前流行的民用客机进场着陆过程中的飞机噪声源进行了测量分析 ,在国际上首次发现了机翼脱落涡单音噪声源 ,并且得到了这种噪声源的频谱特性。

关键词 脱落涡噪声 机体噪声 飞机噪声 气动声学 麦克风阵列测量

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水下加筋板振动声辐射的代理模型研究 被引量：8

8

作者 黎胜 杨婧媛 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期659-664,共6页

基于kriging模型建立了水下结构振动声辐射计算的代理模型,可对水下结构的共振频率和声功率级进行预测。还将主分量分解和kriging模型相结合建立了可对整个计算频段内的振动声辐射响应进行预测的代理模型。这些代理模型可以基于样本信... 基于kriging模型建立了水下结构振动声辐射计算的代理模型,可对水下结构的共振频率和声功率级进行预测。还将主分量分解和kriging模型相结合建立了可对整个计算频段内的振动声辐射响应进行预测的代理模型。这些代理模型可以基于样本信息在整个设计空间对水下结构的振动声辐射响应进行实时预测。文中以水下加筋板的振动声辐射为例进行了代理模型的构造和验证。计算结果表明:使用基于kriging方法的代理模型预测水下结构的共振频率及声功率级具有非常高的精度;使用基于主分量分解和kriging模型的代理模型预测整个计算频段内非共振频率处的声功率级响应也具有很好的精度。在水下结构振动声辐射的设计优化中,可以根据需要单独或联合使用这些代理模型。 展开更多

关键词 振动声辐射 代理模型 水下结构 加筋板 KRIGING模型 KRIGING方法 主分量分解 辐射计算

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水下圆柱壳结构表面振速插值方法及其辐射声场预测 被引量：7

9

作者 吴海军 张一麟 蒋伟康 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期631-638,共8页

提出一种圆柱壳表面速度的全局插值算法,表面速度函数周向采用Fourier级数、轴向采用分段Lagrange函数表示,利用圆柱壳结构表面有限位置处的测量数据,计算得到速度函数的级数展开式系数,然后对表面其它位置处的振速进行插值,避免了传统... 提出一种圆柱壳表面速度的全局插值算法,表面速度函数周向采用Fourier级数、轴向采用分段Lagrange函数表示,利用圆柱壳结构表面有限位置处的测量数据,计算得到速度函数的级数展开式系数,然后对表面其它位置处的振速进行插值,避免了传统的局部插值和离散产生的误差。数值算例验证了该插值方法能通过有限点位置处的数据,获取连续光滑的表面速度分布,并能满足圆柱壳辐射声场预测的需求。进而,在实验条件下,使用该插值方法对双层圆柱壳水下辐射声场进行了预测,实验结果表明通过该插值方法得到壳体表面速度分布,利用快速边界元方法计算得到的预测声场与实测声场有很好的一致性,验证了该插值方法在圆柱壳辐射声场预测中的正确性和工程适用性。 展开更多

关键词 双层圆柱壳 辐射声场 插值方法 结构表面 预测 振速 水下 FOURIER级数

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声辐射模态和球谐波函数在球源声场重建中的比较 被引量：5

10

作者 郭亮 朱海潮 +2 位作者 毛荣富 陈志敏 聂永发 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期202-210,共9页

声辐射模态和球谐波函数在球源声场重建中均有应用,两者具有很多相似性,都具有相同的多极子辐射模式和"群组"分布特性。有观点认为球形声源的声辐射模态向量即为球谐波函数,但两者的内在关系一直缺乏有效的证明。为分析两种... 声辐射模态和球谐波函数在球源声场重建中均有应用,两者具有很多相似性,都具有相同的多极子辐射模式和"群组"分布特性。有观点认为球形声源的声辐射模态向量即为球谐波函数,但两者的内在关系一直缺乏有效的证明。为分析两种基函数的相似性及在球源声场重建领域的差异,在理论上建立了两者的内在联系,在应用上比较研究了基于两种基函数的声场重建方法的有效性和可靠性。数值算例结果表明,在中高频段时基于两种函数的声场重建效果相当,但在低频段尤其是存在干扰源的非自由场条件下的声场重建应用中,基于声辐射模态的声场重建方法能得到更高的重建精度。可见,声辐射模态具有较为明显的声场重建优越性,这为利用声辐射模态和球谐波函数进行球源声场重建提供了理论参考。 展开更多

关键词 声辐射模态 声场重建 谐波函数 重建方法 辐射模式 数值算例 相似性 基函数

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通过周期环板和附连流体的两同心圆柱壳体间的振动耦合效应 被引量：5

11

作者 殷学文 王贡献 +1 位作者 华宏星 沈荣瀛 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期87-95,共9页

理论研究了两个同心圆柱壳体间通过周期环饭和附连流体的耦合效应。在环板内只有准纵波存在的假定下,给出环板的反作用力的表达式,并建立外壳体的声辐射解析表达式。无限长双层壳体的数值分析结果和舱段模型的实验结果一致。通过数值结... 理论研究了两个同心圆柱壳体间通过周期环饭和附连流体的耦合效应。在环板内只有准纵波存在的假定下,给出环板的反作用力的表达式,并建立外壳体的声辐射解析表达式。无限长双层壳体的数值分析结果和舱段模型的实验结果一致。通过数值结果同时分析了声学流体和周期环板的载荷特征,以及它们对外壳体远场声辐射的影响。 展开更多

关键词 耦合效应 圆柱壳体 环板 流体 周期 解析表达式 振动 反作用力

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二维声场预测的快速多极基本解法 被引量：5

12

作者 张炳荣 陈剑 +1 位作者 陈立涛 李家柱 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期347-352,共6页

传统基本解法在二维大规模模型的声场求解过程中,系统方程形成和求解的计算量正比于自由度N的二次方O(N^2)和三次方D(N^3),求解效率低;为此,引入快速多极子算法并采用广义极小残差法迭代求解,提出一种用于二维声场预测的快速多极基本解... 传统基本解法在二维大规模模型的声场求解过程中,系统方程形成和求解的计算量正比于自由度N的二次方O(N^2)和三次方D(N^3),求解效率低;为此,引入快速多极子算法并采用广义极小残差法迭代求解,提出一种用于二维声场预测的快速多极基本解法。对无限长圆柱体及二维类车体辐射模型的仿真结果表明,当N为3000时,分别采用快速多极基本解法与传统基本解法求解所需的时间比值约为百分之四,且N越大比值越小;最终实现系统方程的形成和求解的计算量降低到正比于自由度O(N),提高了对二维大规模模型声场预测计算效率。 展开更多

关键词 快速多极子算法 解法 二维 声场 预测 求解过程 辐射模型 求解效率

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求解轴旋转空穴三维声辐射问题的复数矢径虚拟边界谱方法 被引量：3

13

作者 陆静 向宇 黄玉盈 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期308-317,共10页

基于虚拟边界积分法(或波叠加法),利用轴旋转空穴的儿何特性,将积分核函数和未知源强密度函数沿周向和子午线方向用Fourier级数展开,导出了轴旋转空穴辐射声压的谱表达式,进而采用复数矢径虚拟边界技术,建立了一种求解轴旋转空穴三维声... 基于虚拟边界积分法(或波叠加法),利用轴旋转空穴的儿何特性,将积分核函数和未知源强密度函数沿周向和子午线方向用Fourier级数展开,导出了轴旋转空穴辐射声压的谱表达式,进而采用复数矢径虚拟边界技术,建立了一种求解轴旋转空穴三维声辐射问题的新方法,可称之为复数矢径虚拟边界谱方法。该方法不仅不存在处理奇异积分问题,而且可在全波数域内有效克服解的非唯一性问题。通过与解析解的计算结果比较以及数值试验的验证表明,本文方法具有较高的计算精度和效率,且适用于较高频率范围的计算。 展开更多

关键词 声辐射问题 虚拟边界 谱方法 空穴 旋转 矢径 复数 三维

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平面辐射器截断参量源的辐射声场:模型与实验 被引量：4

14

作者 赵晓亮 朱哲民 +3 位作者 杜功焕 唐海清 李水 缪荣兴 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第3期219-224,共6页

提出了一种计算以圆形平面活塞辐射器作发射源的声截断参量阵辐射声场的理论模型。即把由声低通滤波器截断的高频原波参量作用区在活塞辐射器的瑞利距离之内可以看作圆柱型的空间分布源。当活塞辐射器半径与参量作用区的长度相比小得多... 提出了一种计算以圆形平面活塞辐射器作发射源的声截断参量阵辐射声场的理论模型。即把由声低通滤波器截断的高频原波参量作用区在活塞辐射器的瑞利距离之内可以看作圆柱型的空间分布源。当活塞辐射器半径与参量作用区的长度相比小得多时。这种截断参量源模型可以退化到 Ｂｅｒｋｔａｙ的线源端射阵模型（Ｅｎｄ－Ｆｉｒｅ Ｌｉｎｅ Ａｒｒａｙ）。数值计算与实验的对比表明，按此模型计算得到的参量源辐射声场，尤其是在近轴附近与实验测量符合较好。 展开更多

关键词 平面辐射器 截断参量源 辐射声场 模型 实验

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基于子空间投影的声辐射多频分析算法 被引量：3

15

作者 李贤徽 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期321-328,共8页

针对边界元法在声辐射多频分析中的困难,提出了一种基于子空间投影的快速插值算法。该方法将所求解的声学量视为一个线性系统的传递函数,然后采用Krylov投影降阶方法的无矩阵形式对原系统进行模型降阶,并通过降阶系统的传递函数来实现... 针对边界元法在声辐射多频分析中的困难,提出了一种基于子空间投影的快速插值算法。该方法将所求解的声学量视为一个线性系统的传递函数,然后采用Krylov投影降阶方法的无矩阵形式对原系统进行模型降阶,并通过降阶系统的传递函数来实现对所求声学量的频率插值计算。文中分别采用等距频率插值和自适应插值方案,计算了三种模型算例的辐射声压和声功率。数值结果表明,本算法可以在保证一定计算精度的前提下,显著地提高声辐射多频分析的计算速度。 展开更多

关键词 子空间投影 插值算法 声辐射 频分 线性系统 模型降阶 传递函数 插值计算

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结构振动和声辐射的可控性和可观性指标 被引量：2

16

作者 黎胜 于丹竹 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期820-832,共13页

结构振动和声辐射的可控性和可观性指标对有源控制系统作动器/传感器的布置具有重要意义。对结构振动和声辐射的可控性和可观性指标进行了研究,提出了基于声压输出的振动模态可观性指标,在振动模态可控性和可观性指标的基础上,结合振动... 结构振动和声辐射的可控性和可观性指标对有源控制系统作动器/传感器的布置具有重要意义。对结构振动和声辐射的可控性和可观性指标进行了研究,提出了基于声压输出的振动模态可观性指标,在振动模态可控性和可观性指标的基础上,结合振动模态的声辐射效率,提出了结构声辐射的可控性和可观性指标和基于声压输出的可观性指标。以板结构为例,对结构振动和声辐射的可控性和可观性指标进行了计算分析和讨论,比较了基于声压输出和基于振动响应输出的振动模态可观性,重点研究了基于声压输出的振动模态可观性和结构振动及声辐射的可观性特点,最后对指标值在结构声有源控制中输入(输出)位置选择上的应用进行了讨论和比较,通过数值仿真对指标的有效性进行了验证。 展开更多

关键词 声辐射 可观性 有源控制 结构振动 可控性 结构声 模态控制 辐射声场 辐射控制 振动响应

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基于线性加法阵的舰船尾部高精度定向 被引量：2

17

作者 刘勋 相敬林 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期77-83,共7页

提出了利用线性加法阵来高精度定向舰船螺旋桨部位的方法。设计了具体的自适应线性相位任意时延ＦＩＲ滤波器对舰船螺旋桨所辐射的高频噪声源进行了定向和定位。仿真结果表明：利用本文的方法来进行舰船螺旋桨部位的定向和定位是有效的．

关键词 线性加法阵 舰船尾部 高粗度定向 螺旋浆 辐射噪声

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基于声源叠加原理的大型号角扬声器声辐射特性分析 被引量：3

18

作者 曾向阳 薛旭瑞 王海涛 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期853-857,共5页

针对大型号角扬声器,文中采用一种新的数值方法即声源叠加法进行建模计算和分析,该方法将声场的解表示为一系列满足控制偏微分方程的基函数(偶极子或单极子)加权叠加的形式,具有算法简单、精度高的优点。对1个简化号角扬声器,分别利用... 针对大型号角扬声器,文中采用一种新的数值方法即声源叠加法进行建模计算和分析,该方法将声场的解表示为一系列满足控制偏微分方程的基函数(偶极子或单极子)加权叠加的形式,具有算法简单、精度高的优点。对1个简化号角扬声器,分别利用声源叠加模型、解析法、边界元法计算并进行对比分析,验证了该方法的正确性和优势。最后利用它分析了2种常用的号角扬声器,即指数形号角扬声器和圆锥形号角扬声器的声辐射特性,得到了一些有价值的规律,对于扬声器设计具有很好的参考价值。 展开更多

关键词 号角扬声器 声辐射 声源叠加法 边界元法 声压级 指向性

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声压梯度法对声源定向的理论和实验研究 被引量：1

19

作者 刘勋 相敬林 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期543-547,共5页

应用双传声器探头 CM- 2 0 2和与之配套的传声器 ,自行设计了一个声探头支撑架 ,使之可以把声探头转动到空间笛卡儿坐标系的 3个互相垂直的方向 ,并且它们的几何中心保持不变 ,这样就可以测量平稳声场中一点的质点振动速度矢量的 3个分... 应用双传声器探头 CM- 2 0 2和与之配套的传声器 ,自行设计了一个声探头支撑架 ,使之可以把声探头转动到空间笛卡儿坐标系的 3个互相垂直的方向 ,并且它们的几何中心保持不变 ,这样就可以测量平稳声场中一点的质点振动速度矢量的 3个分量 ,由此就能对声源进行定向。应用这一套实验装置在半消声室对声源进行了定向研究 ,并探讨了随机噪声干扰误差对定向精度的影响。 展开更多

关键词 声压梯度 声源定向 实验研究 理论分析 定向精度

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各向同性矩形薄板的大振幅振动及其辐射声功率计算 被引量：1

20

作者 孙长城 袁樱 +2 位作者 王铁海 沈勇 程建春 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期113-120,共8页

采用有限元和模态叠加理论分析了固支及简支各向同性矩形薄板在集中简谐力作用下的大振幅振动,得出了薄板表面的法向振速分布,并采用声辐射模态法计算了薄板的辐射声功率。首先采用有限元理论推导了基于von Karman几何非线性应变-位移... 采用有限元和模态叠加理论分析了固支及简支各向同性矩形薄板在集中简谐力作用下的大振幅振动,得出了薄板表面的法向振速分布,并采用声辐射模态法计算了薄板的辐射声功率。首先采用有限元理论推导了基于von Karman几何非线性应变-位移关系的薄板非线性有限元运动方程,然后通过有限元模态约简法(finite element modal reduction method),变换到模态坐标下对其利用Newmark法进行求解,得到薄板表面的法向振速分布,最后利用声辐射模态法对单频激励下的薄板辐射声功率进行计算。有限元模态约简法的使用为直接数值积分求解非线性有限元运动方程提供了方便:(1)使方程解耦;(2)降低系统自由度。振动模态阶数选取的研究表明:使用前几阶模态能够很好的预测板在低频激励下的振动响应。最后通过计算证实了几何非线性效应下的频率漂移现象。 展开更多

关键词 辐射声功率 矩形薄板 大振幅振动 功率计算 各向同性 几何非线性效应 有限元理论 NEWMARK法

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