收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于模态分析方法的有源声学结构研究

李双  
【摘要】: 有源声学结构是近年来提出的一种控制结构低频声辐射的有效方案,它是智能结构在噪声控制领域中的具体应用。本论文采用模态分析方法,将传统的结构振动模态理论和新兴的声辐射模态理论结合起来,对有源声学结构的关键问题进行深入的理论和实验研究。论文完成如下工作: (1)系统地总结了结构声辐射有源控制的各种方法及特点,对有源声学结构组成及特点做了分析说明,在总结国内外研究成果的基础上,阐述了有源声学结构的研究发展历程及研究现状,指出了尚需解决的关键问题。 (2)分别采用振动模态和声辐射模态方法对结构声辐射进行分析,给出了结构表面法向速度、声场声压分布以及声功率近场计算的求解方法;将振动模态和声辐射模态联合起来对结构声辐射进行分析,解决了两个问题:1)确定了结构在不同的激励频率(或振动模态)下的主导声辐射模态;2)确定了结构各个振动模态间的耦合对辐射声功率的影响。 (3)建立了声-振耦合下的有源声学结构理论模型,基于“角落单极子”模型对有源声学结构的降噪机理进行了解释并给出了次级声源的布放准则;基于声辐射模态理论,结合振动模态对次级声源的布放规律进行了定量研究,得出了次级源在各种情况下的最优布放位置以及次级声源的面积、模态分布等因素对控制效果的具体影响。通过增加次级声源个数拓宽对大面积平板声辐射的降噪频带,并从振动模态角度对次级声源的布放方案进行了研究。 (4)研究了适用于有源声学结构的两种近场误差传感策略:基于振速的分布式误差传感和基于离散点近场声压的误差传感,对两种传感策略的原理及实现分别进行了深入分析。提出分频段设计法解决了声辐射模态传感器设计中PVDF对形状系数的最高阶次和振动模态的最高阶次选取之间的矛盾,给出了PVDF对的中心线选取原则,在此基础上对PVDF传感器进行了优化设计。分别研究了基于结构表面声压传感和基于测量面声压传感的有源控制,针对单频和宽带辐射噪声构建不同的有源控制目标函数,给出了相应的计算有源控制效果的公式,结合实例仿真结果进行了分析说明。对比了两种传感方式下的有源控制效果,从理论与工程实现两方面讨论了两种误差传感策略的优劣及应用中需要注意的问题。 (5)从不同的角度对有源声学结构的降噪机理进行深入研究。首先从声辐射模态的角度进行分析,并得出了次级声源个数与所能抵消的辐射模态之间的定量关系;然后根据初级结构和次级结构各自的“净”辐射声功率的变化,得出了初、次级结构的能量转化机制,利用结构表面声强的变化对此进行了验证;最后对控制前后声场中的声强和声压分布变化进行了计算分析,揭示了次级板的面积、布放位置及个数对降噪效果的影响。 (6)采用分布式平面声源作为次级声源,对振动钢板的声辐射进行了抵消实验,验证了以往研究中的一系列关键理论结果。主要内容包括:1)次级声源的布放准则验证;2)平面声源的面积和布放位置对降噪效果的影响;3)基于近场声压的误差传感策略有效性验证,将近场测量面声功率作为有源控制目标函数的有效性验证;4)控制前后声场中声压和声强的变化规律。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 于清海;王辉;黄为军;;风机噪声控制方法的研究[J];矿山机械;2006年08期
2 孟宪皆,刘亚媛,周升峰,张建;管道噪声的有源控制方法的研究[J];山东工程学院学报;1996年02期
3 陈南,李普,孙庆鸿;结构声辐射有源控制的模态可控性和可观性研究[J];中国机械工程;2001年12期
4 唐俊;王同庆;;基于Cymbal单元的压电复合智能材料设计[J];功能材料与器件学报;2010年05期
5 谢建良,陈南,钟秉林,孙庆鸿;封闭空间中结构声辐射的有源力控制研究[J];振动工程学报;1999年01期
6 韩飞,杨军,沙家正;Rijke热声不稳定性的有源控制[J];声学学报(中文版);1997年05期
7 张洪田,刘志钢,张天元,张文平,柳贡民,张志华;有源控制吸振器减振性能实验分析[J];噪声与振动控制;1995年04期
8 王进军,陈克安,王健;基于延迟LMS算法的管道噪声有源控制实验研究[J];电声技术;2005年09期
9 杨铁军,刘志刚,张文平,肖海燕;基于x-RLMS算法的自适应有源隔振技术研究[J];内燃机学报;2001年01期
10 姚慧珠,孙庆鸿;压电陶瓷在结构振动及声辐射有源控制中的新应用[J];南京化工大学学报(自然科学版);1995年02期
11 郭文勇,黄映云,朴甲哲;管道主动消声的次级声源设计[J];海军工程大学学报;2002年01期
12 陈克安;王进军;尹雪飞;;次级通路特性及对有源控制算法的影响[J];振动工程学报;2005年04期
13 任宝生,张克猛;风机叶片噪声的有源消声研究[J];应用力学学报;1999年02期
14 毛崎波,姜哲;简支矩形板声辐射的有源控制[J];声学技术;2002年03期
15 战嘉恺,吕玉恒,张翔;噪技声术与现振状动及控发制展[J];中国环保产业;1998年02期
16 谢建良,陈南,钟秉林,孙庆鸿;有源结构声控制的单通道多作动器控制策略[J];东南大学学报(自然科学版);1998年04期
17 田静,陈晓,彭石泉;有源噪声与振动控制发展综述[J];工程建设与设计;1994年04期
18 陈克安,马运良,孙进才;结构诱发声的有源控制[J];振动与冲击;1995年03期
19 张洪田,蒋文华,刘志刚,张天元,柳贡民,张文平,王芝秋,张志华;内燃机有源控制减振技术研究[J];内燃机工程;1996年02期
20 周亚丽;张奇志;邵俊;;冲击噪声的有源控制方法综述[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2011年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 浦宏杰;邱小军;;一种新的组合声源在有源控制中的应用[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年
2 刘记心;杨铁军;代路;孙瑶;;基于声辐射的结构振动有源控制技术仿真研究[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
3 牛锋;李宁荣;邱小军;;用有源控制提高隔声罩低频性能的初步实验[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年
4 王晓琳;刘碧龙;;水声管中主被动复合方法的实验研究[A];第十三届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2011年
5 沈春华;卢晶;邱小军;徐柏龄;;刚性球上活塞振动产生辐射的有源控制[A];中国声学学会2001年青年学术会议[CYCA'01]论文集[C];2001年
6 张旭辉;付永领;刘永光;;基于约束权函数的FxLMS算法的自适应有源隔振技术研究[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
7 史东伟;冯声振;邱小军;;用有源控制改进尖劈低频吸声性能的初步实验研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
8 钟平;宋文忠;孙庆鸿;;声场干涉分布参数系统的研究[A];1995年中国控制会议论文集(上)[C];1995年
9 崔明月;赵红渠;缑新科;张帆;;神经网络-遗传算法在柴油机振动有源控制中的应用[A];中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C];2009年
10 陈克安;尹雪飞;;自适应声学结构控制策略研究[A];中国声学学会2003年青年学术会议[CYCA'03]论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张丽敏;变压器噪声的反馈有源控制方法研究[D];南京大学;2012年
2 吴礼福;脉冲噪声自适应有源控制算法研究[D];南京大学;2012年
3 李双;基于模态分析方法的有源声学结构研究[D];西北工业大学;2007年
4 李鸿秋;板/壳—腔结构声振耦合分析及减振降噪优化研究[D];南京航空航天大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 薛金佩;变压器噪声有源控制中的物理系统优化研究[D];南京大学;2013年
2 王懿喆;管道噪声有源控制的研究[D];上海工程技术大学;2013年
3 和卫平;基于模态理论的圆柱壳声振分析及有源控制方法研究[D];华中科技大学;2010年
4 王进军;管道噪声有源控制的工程实现及应用研究[D];西北工业大学;2004年
5 李泽超;基于cRIO的有源噪声控制算法及实验研究[D];北京工商大学;2010年
6 郝俊仙;基于THUNDER的结构声辐射有源控制[D];东南大学;2005年
7 赵树磊;分布式声源及其在有源声学结构中的应用[D];西北工业大学;2007年
8 潘浩然;有源声学结构系统配置优化设计[D];西北工业大学;2006年
9 蒲道杰;基于有源控制的IGBT串联技术的研究及应用[D];合肥工业大学;2010年
10 周尧;往复式机械管道噪声有源控制[D];西南交通大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 本报记者  索佩敏;北控减持恒有源 行业整合再进一步[N];上海证券报;2006年
2 沈学;中国声学学会理事长田静获国际殊荣[N];大众科技报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978