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快速多极边界元方法在大规模声学问题中的应用

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机械工程学报 2011年第7期47卷 82-89页

作者：李善德黄其柏张潜华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074 中船重工701研究所武汉430064

为克服传统边界元方法不适合进行大规模声学问题仿真的困难,将快速多极算法应用到传统边界元方法中,对大规模声学问题进行数值计算。由于在快速多极边界元方法中引入基本解的多极扩展,并应用预处理后的广义极小残差法迭代求解器求解线... 详细信息

为克服传统边界元方法不适合进行大规模声学问题仿真的困难,将快速多极算法应用到传统边界元方法中,对大规模声学问题进行数值计算。由于在快速多极边界元方法中引入基本解的多极扩展,并应用预处理后的广义极小残差法迭代求解器求解线性方程系统,使得快速多极边界元方法的计算效率与传统边界元方法相比显著提高,计算量和存储量减少到O(N)量级(N为问题的自由度数)。对于传统边界元方法求解外部声学问题时的非唯一解现象,在快速多极边界元方法中采用改进的Burton-Miller方法获得全频段的唯一解。数值算例验证了快速多极边界元方法的准确性,表明快速多极边界元方法的计算效率与传统边界元方法相比有数量级的提高,能够有效求解大规模声学问题。

关键词：边界元方法快速多极算法 Helmholtz方程声学大规模

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基于拓扑优化方法的安静结构设计

华中科技大学学报（自然科学版） 2010年第4期38卷 86-89页

作者：许智生黄其柏赵志高张潜华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室湖北武汉430074 武汉第二船舶设计研究所湖北武汉430064 中国舰船研究所设计中心湖北武汉430064

以结构表面辐射声功率最小为设计目标,以材料体积密度为设计变量,采用拓扑优化方法,研究复合材料安静结构设计方法问题.将结构辐射声功率表示为一个正定的厄米特二次型,从而将目标函数的灵敏度转化为结构的动力学灵敏度和阻抗灵敏度2部... 详细信息

以结构表面辐射声功率最小为设计目标,以材料体积密度为设计变量,采用拓扑优化方法,研究复合材料安静结构设计方法问题.将结构辐射声功率表示为一个正定的厄米特二次型,从而将目标函数的灵敏度转化为结构的动力学灵敏度和阻抗灵敏度2部分.提出了一种扩展SIMP模型用于复合材料弹性结构的拓扑优化设计.数值结果表明,结构表面辐射噪声得到明显降低,拓扑优化方法能够很好地用于安静结构设计.

关键词：拓扑优化安静结构设计声辐射声功率灵敏度分析 SIMP模型

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WBM法在薄板弯曲振动分析中的应用

华中科技大学学报（自然科学版） 2008年第7期36卷 97-99页

作者：何雪松黄其柏胡溧华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074

研究了薄板结构在点力激励下的弯曲振动响应,基于间接Trefftz法,提出了解决薄板弯曲振动响应的波函数方法(WBM).方法原理是:将振动响应展开成全局波函数和非齐次方程特解的线性叠加,这些波函数精确满足方程的齐次部分,随后利用伽辽金法... 详细信息

研究了薄板结构在点力激励下的弯曲振动响应,基于间接Trefftz法,提出了解决薄板弯曲振动响应的波函数方法(WBM).方法原理是:将振动响应展开成全局波函数和非齐次方程特解的线性叠加,这些波函数精确满足方程的齐次部分,随后利用伽辽金法在边界上进行加权残值计算,得到波函数的常数系数.同有限元法相比,WBM法不再需要划分成很小的单元,有更高的计算效率和收敛速度,可以推广到中频段的计算.以一个周边简支矩形薄板为例进行验证,结果表明方法准确且高效.

关键词：结构动力学板弯曲振动间接Trefftz法波函数法加权余量法

汽车NVH传递路径分析的一种参数化等效方法

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华中科技大学学报（自然科学版） 2010年第4期38卷 83-85,89页

作者：乔宇锋黄其柏李天匀华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074 华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074

基于传统汽车NVH传递路径分析方法,提出了参数化等效方法,建立了单自由度系统估计模型和等带宽估计模型,对传统传递路径分析模型进行参数化等效处理,实现了对传递路径分析模型的缩减,减少了分析所需的试验数据量,使得传递路径分析方法... 详细信息

基于传统汽车NVH传递路径分析方法,提出了参数化等效方法,建立了单自由度系统估计模型和等带宽估计模型,对传统传递路径分析模型进行参数化等效处理,实现了对传递路径分析模型的缩减,减少了分析所需的试验数据量,使得传递路径分析方法适用于快速故障诊断分析.实例分析结果表明,对相同的汽车NVH问题,利用参数化传递路径分析与传统传递路径分析可得出相同的传递路径趋势,但分析所需的试验数据仅为传统方法的1/2,从而实现了汽车NVH快速故障诊断.

关键词：声学振动汽车传递路径参数化等效故障诊断

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非阻塞性颗粒阻尼的离散元法

华中科技大学学报（自然科学版） 2008年第7期36卷 81-84页

作者：胡溧黄其柏何雪松华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074

提出了一种研究颗粒阻尼减振特性的离散元算法,建立了离散元法(DEM)数学模型.通过分析颗粒间以及颗粒与容器壁间的相互作用规律,能较准确地预测颗粒阻尼的减振特性.与实验结果进行了比较,验证了该离散元数学模型的正确性.利用离散元数... 详细信息

提出了一种研究颗粒阻尼减振特性的离散元算法,建立了离散元法(DEM)数学模型.通过分析颗粒间以及颗粒与容器壁间的相互作用规律,能较准确地预测颗粒阻尼的减振特性.与实验结果进行了比较,验证了该离散元数学模型的正确性.利用离散元数学模型来研究颗粒阻尼结构属性的改变对其阻尼减振特性的影响,结果表明,质量比和材料密度都对颗粒阻尼的减振特性有影响.

关键词：非阻塞性颗粒阻尼离散元法减振特性质量比材料密度

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封闭空腔结构-声耦合场内响度研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2009年第10期37卷 93-95页

作者：袁骥轩黄其柏何雪松王剑亮华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室湖北武汉430074 2701研究所湖北武汉430064

基于结构-声耦合场有限元模型和Zwicker的响度模型,研究了封闭空腔内结构-声耦合场的响度.在考虑了人类听觉对频率的选择性接收的前提下,研究了参与耦合的板的厚度对特征频带声强级的影响,讨论了从特征频带声强级到响度的转换过程.结果... 详细信息

基于结构-声耦合场有限元模型和Zwicker的响度模型,研究了封闭空腔内结构-声耦合场的响度.在考虑了人类听觉对频率的选择性接收的前提下,研究了参与耦合的板的厚度对特征频带声强级的影响,讨论了从特征频带声强级到响度的转换过程.结果表明,观测点声响度变化并不与板厚的变化成比例关系.通过合理选择板厚,可以在观测点上重点关注的相关频带内获得需要的声响度,从而为产品声响度设计提供方法.

关键词：结构-声耦合场响度有限元法封闭空腔特征频带声强级

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基于GRNN的中厚板轧机压力预测模型

华中科技大学学报（自然科学版） 2008年第4期36卷 68-71页

作者：孟令启黄其柏车志刚郑州大学机械工程学院河南郑州450001 华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074

为了实现中厚板轧机在轧制过程中的压力变化自动预测和控制,分析了轧制过程中压力变化的影响因素,在神经网络技术和现场实测数据的基础上,利用Matlab人工神经网络工具箱,应用广义回归神经网络建立压力变化预测模型来提高轧制压力变化预... 详细信息

为了实现中厚板轧机在轧制过程中的压力变化自动预测和控制,分析了轧制过程中压力变化的影响因素,在神经网络技术和现场实测数据的基础上,利用Matlab人工神经网络工具箱,应用广义回归神经网络建立压力变化预测模型来提高轧制压力变化预测的精度.经过对现场实测数据的处理,分析了工作辊直径和初始板坯宽度对轧制压力网络模型精度的影响.指出随着工作辊直径的增大,网络的精度逐渐降低;随着选用初始板坯宽度的增大,网络模型的精度逐渐增高.结果表明:该方法建立的模型可以实现对压力变化的预测,且预测精度有较大提高.

关键词：中厚板轧机压力广义回归神经网络预测

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鼓式制动器制动低频振动特性的有限元分析

中国机械工程 2008年第4期19卷 396-397,401页

作者：周明刚黄其柏王勇湖北工业大学武汉430068 华中科技大学武汉430074

采用有限元方法分析了鼓式制动器低频制动的振动特性,并进行了验证。在鼓式制动器机理分析的基础上,以一款商用车上使用的鼓式制动器为原型建立了鼓式制动器低频制动时振动的有限元模型,通过模拟计算制动过程中的瞬态响应,分析了鼓式制... 详细信息

采用有限元方法分析了鼓式制动器低频制动的振动特性,并进行了验证。在鼓式制动器机理分析的基础上,以一款商用车上使用的鼓式制动器为原型建立了鼓式制动器低频制动时振动的有限元模型,通过模拟计算制动过程中的瞬态响应,分析了鼓式制动器在制动过程中低频振动的特性。试验结果表明,有限元分析结果与试验结果基本一致。

关键词：鼓式制动器低频振动有限元分析

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工程噪声控制学