弱耦合封闭声腔的声辐射模态理论与计算

作     者：毛荣富 苏常伟 朱海潮 MAO Rongfu;SU Changwei;ZHU Haichao

作者机构：海军工程大学振动与噪声研究所武汉430033 船舶振动噪声重点实验室武汉430033 

出 版 物：《声学学报》 (Acta Acustica)

年 卷 期：2019年第44卷第3期

页      面：297-302页

核心收录：

学科分类：07[理学] 082403[工学-水声工程] 08[工学] 070206[理学-声学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51675529)资助 

主　　题：声辐射模态 模态理论 弱耦合 声腔 封闭 有源结构声控制 结构模态 自由空间 

摘      要：有源结构声控制是耦合封闭声腔的声辐射控制的有效方法。在此前的研究中有学者提出了耦合封闭声腔的声辐射模态概念,但其在概念和应用上均存在不便之处:其定义实质上是结构模态幅值的一组基函数,这与自由空间内声辐射模态是结构表面法向振速或声压的一组基函数的物理意义并不一致;另一方面,在计算和利用其进行控制时仍然需要用到结构模态,而在实际中辐射结构有用的结构模态信息难以准确、方便地得到。为了解决这些问题,类比自由空间声辐射模态理论,将声势能直接表示为结构表面法向振速的二次型形式,提出了新的结构向耦合封闭声腔的声辐射模态计算方法,并从理论上证明了当耦合面均匀离散时,在一定的条件下,可以简单地利用声腔模态投影向量代替耦合封闭声腔的声辐射模态,从而有效地节约计算资源。通过理论研究,形成了与自由空间内相统一、便于应用的耦合封闭声腔声辐射模态理论,数值计算案例表明,所提出的理论方法可以极大方便耦合封闭声腔的声辐射计算及其有源结构声控制。