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声—结构耦合系统振动分析和灵敏度分析

孙淦云  
【摘要】:噪声控制和声学设计是工程界普遍关心的问题。车、船、潜艇、飞机等乘坐舱室的噪声问题越来越引起人们的高度重视。乘坐舱室是一个相当复杂的声学系统,用传统理论方法对舱室内噪声声压级进行预估非常困难。有限元等数值方法是分析几何形状和边界条件复杂的振动问题和声学问题的得力工具之一,将其用于声振耦合分析,可实现设计阶段乘坐舱室内噪声响应的理论分析与预测。 乘坐舱室为典型的弹性薄壁腔体结构,其内部噪声与壁结构振动之间存在着强烈的耦合关系。因而,对乘坐舱室声振耦合特性的分析研究即成为噪声控制与声学设计的前提和关键。声振耦合系统的灵敏度分析可以方便、快速地对乘坐舱室结构进行动态修改而达到降低噪声的目的,是优化设计的基础。 本文的工作是结合大型结构分析和优化软件JIFEX的方法和功能,开展声-结构耦合系统的振动分析及灵敏度分析的方法研究。主要工作如下: (1).建立声-结构耦合系统的有限元模型。 (2).实现了声-结构耦合系统频率、模态、响应分析的有限元数值方法,并对不同方法的精度和效率作了比较。 (3).对声-结构耦合系统进行动力灵敏度分析,计算系统动力特征量(自振频率)灵敏度和动力响应量(声压级响应)灵敏度。 本论文的研究工作受国家自然科学基金重点项目“耦合系统的多学科优化设计理论与数值方法” (10032030)的资助。


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