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壳体结构水下辐射噪声FEM/BEM计算

舰船科学技术 2014年第9期36卷 50-54页

作者：王晋忠邱萍海军装备部山西侯马043000 中国船舶重工集团公司北京100101

圆柱壳体结构水下辐射噪声计算对于水下航行器设计具有重要的意义。本文基于壳体结构与周围流体介质的耦合作用,建立壳体结构的FEM/BEM数学模型。在理论基础上,利用有限元软件***建立壳体结构有限元模型并进行修正,并利用声学计算软件LM... 详细信息

圆柱壳体结构水下辐射噪声计算对于水下航行器设计具有重要的意义。本文基于壳体结构与周围流体介质的耦合作用,建立壳体结构的FEM/BEM数学模型。在理论基础上,利用有限元软件***建立壳体结构有限元模型并进行修正,并利用声学计算软件LMS *** Acoustic进行辐射噪声计算。本文的方法为预测水下结构辐射噪声提供了一个典型的实例。

关键词：圆柱壳体有限元法无限元法水下辐射噪声

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柱状根骨内种植义齿无限元模型的建立

实用口腔医学杂志 2002年第1期18卷 13-16页

作者：辛海涛马轩祥应隆安黄辉张少锋钱宗才西安第四军医大学口腔医学院口腔修复学教研室 710032

目的 :建立二维柱状根骨内种植义齿无限元模型 ,以尝试将无限元应力分析方法应用于口腔生物力学分析中。方法 :在二维柱状根骨内种植义齿有限元法分析基础上 ,将模型左、右根尖孔区域选定为无限元区域重新建立模型进行分析。对于有限元... 详细信息

目的 :建立二维柱状根骨内种植义齿无限元模型 ,以尝试将无限元应力分析方法应用于口腔生物力学分析中。方法 :在二维柱状根骨内种植义齿有限元法分析基础上 ,将模型左、右根尖孔区域选定为无限元区域重新建立模型进行分析。对于有限元与无限元区域共同边界位移值确定 ,采用了最新区域分解法的D N迭代法实现。结果 :采用D N迭代法建立的二维柱状根骨内种植义齿无限元模型边界位移值迭代 10次后计算结果振荡大为减小 ,趋于平稳 ,也即收敛于共同边界值。结论 :D N迭代法所确立的无限元模型收敛效率快、精确度好。

关键词：无限元法骨内牙种植义齿无限元模型柱状根骨内种植

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基于FEM-IFEM耦合方法的水下航行器声辐射/声散射特性分析与优化

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基于FEM-IFEM耦合方法的水下航行器声辐射/声散射特性分析与优化

作者：赵晓腾华中科技大学

学位级别：硕士

水下航行器作为实现海洋资源勘探、海上信息调查、水下侦查甚至是远洋水域作战等的重要海洋结构物,无论在民用还是军用上,都扮演着重要的角色,由于特殊需求,其隐声性能至为重要。随着声呐探测技术的发展,对水下航行器结构的声学性能要... 详细信息

水下航行器作为实现海洋资源勘探、海上信息调查、水下侦查甚至是远洋水域作战等的重要海洋结构物,无论在民用还是军用上,都扮演着重要的角色,由于特殊需求,其隐声性能至为重要。随着声呐探测技术的发展,对水下航行器结构的声学性能要求越来越高。因此,水下航行器振动声辐射/声散射特性分析及其声学优化设计具有重要的理论价值和工程意义。本文以水下航行器声学性能分析与优化设计为目标,基于有限元（FEM）与无限元（IFEM）耦合方法以及商业有限元软件ABAQUS二次开发技术,分别开展了水下航行器艉部结构振动声辐射,以及无附体结构声散射特性分析研究,并以圆锥壳和双球冠壳体结构为对象,结合ABAQUS软件和ISIGHT优化软件,运用混合优化算法分别实现了声辐射和声散射的优化设计。全文主要研究思路如下:从无限域中声学分析与优化问题出发,首先介绍了有限元和无限元耦合方法、基于PYTHON语言的ABAQUS二次开发技术以及优化相关理论,为外场声学分析与优化研究奠定基础;之后以锥壳结构为对象,开展了水下航行器典型艉部结构振动声辐射特性研究,这部分首先基于ABAQUS中的PYTHON语言实现圆锥壳振声分析问题的程序设计,实现了结构中纵筋、环肋、半锥角、壳体厚度等结构形式及材料属性的参数化分析,得到了它们对于振声特性的影响规律,此外还研究了复合材料对艉部振声特性的影响,包括典型板架结构振动声辐射的数值分析和试验分析,以及复合材料艉部结构的振声特性分析。另外,以球-柱-锥壳组合结构为对象,开展了水下航行器典型无附体结构的声散射特性分析。工作包括,基于ABAQUS二次开发技术实现对球-柱-锥壳无附体结构声散射计算分析问题程序化,在此基础上,对比分析了刚性和弹性、有无吸声层无附体结构的声散射特性,然后分析了采用不同铺层角复合材料结构下,无附体结构的声散射特性变化规律。基于上述典型结构的声辐射和声散射特性分析,论文最后以加筋圆锥壳和双球冠柱壳结构为研究对象,分别以声辐射远场场点声压以及远场声目标强度为优化目标,结合ABAQUS和ISIGHT优化软件,运用混合优化算法分别开展了加筋圆锥壳声辐射与双球冠柱壳声散射优化设计研究,得到的结论可为新型水下航行器隐声性能提升提供一定的借鉴和帮助。

关键词：水下航行器有限元法无限元法结构振动声辐射优化设计

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柴油机配气机构的机械噪声研究

柴油机配气机构的机械噪声研究

作者：李香梅哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

机械噪声是柴油机的主要噪声源之一。本文以4102BG柴油机为研究对象，对柴油机配气机构产生的机械噪声开展了深入的研究。在考虑机构弹性变形的基础上，建立了4102BG柴油机配气机构的数学模型，并给出了相应的运动微分方程。基于函数凸... 详细信息

机械噪声是柴油机的主要噪声源之一。本文以4102BG柴油机为研究对象，对柴油机配气机构产生的机械噪声开展了深入的研究。在考虑机构弹性变形的基础上，建立了4102BG柴油机配气机构的数学模型，并给出了相应的运动微分方程。基于函数凸轮的不连续性，采用分段计算方法对该振动微分方程进行了求解，完成了对该柴油机配气机构的动力学计算;利用TYCON软件建立了柴油机配气机构的仿真模型，求出该柴油机在额定转速下配气机构各部件运转情况及气门落座敲击力曲线。将两种模型的计算结果进行比较，验证了模型的正确性。为分析气缸盖在受到气门敲击后的振动特性，利用PROE软件建立了4102BG柴油机气缸盖的三维模型，在对其进行适当简化后，利用ANSYS软件建立了有限元模型并进行了模态分析，初步了解其振动特性;通过APDL语言编程在ANSYS软件中对气缸盖进行了瞬态分析;在此基础上，将求解出的气缸盖表面加速度作为边界条件，在SYSNOISE软件中利用无限元法计算出4102BG柴油机气缸盖表面的瞬态辐射声场。为验证理论计算的正确性，搭建了4102BG柴油机配气机构实验台架，测量出该柴油机配气机构的运行特性及振动噪声情况。最后，利用相同的计算方法对TBD620型船用柴油机配气机构的机械噪声进行了预测。

关键词：柴油机配气机构机械噪声瞬态分析无限元法

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拖拉机驾驶室噪声控制技术研究

拖拉机驾驶室噪声控制技术研究

作者：彭学娟山东理工大学

学位级别：硕士

现今的各大车辆生产厂家纷纷把对车辆噪声特性的预测、设计放在非常重要的地位,以期提高自己产品的市场竞争力从而获得更好的经济效益。本文在声振理论分析的基础上,利用计算机仿真软件,对拖拉机驾驶室内低频噪声的预测、分析等方面做... 详细信息

现今的各大车辆生产厂家纷纷把对车辆噪声特性的预测、设计放在非常重要的地位,以期提高自己产品的市场竞争力从而获得更好的经济效益。本文在声振理论分析的基础上,利用计算机仿真软件,对拖拉机驾驶室内低频噪声的预测、分析等方面做了一系列的研究。首先,利用有限元分析软件ANSYS建立FT80拖拉机驾驶室空腔模型,将模型导入声学分析软件LMS ***,并在LMS ***中实现了有限元法和间接边界元法的声固耦合;采用间接边界元法分析计算了驾驶室的声学特性;对空腔、有座椅、有座椅及驾驶员三种模型驾驶员的耳旁声场声压进行比较;分析研究了座椅和驾驶员对驾驶室内的声学贡献,证明了座椅、驾驶员对拖拉机驾驶室内噪声存在一定的影响,建模时应加以考虑。其次,讨论了玻璃的隔声原理和声固耦合理论,利用ANSYS和***进行建模分析,运用声场边界元声-固耦合的方法计算,比较了单层玻璃和双层玻璃对拖拉机驾驶室噪声的影响,重点比较了中间夹层为空气的双层玻璃在不同空气层厚度、不同玻璃厚度的条件下驾驶员耳旁噪声的区别,总结出了隔声性能最好的玻璃结构。最后,采用间接边界元法和无限元法,在噪声分析软件LMS ***中实现了对拖拉机驾驶室外声场的分析,并比较了两种分析方法在求解外声场中的区别,对拖拉机外声场的分析具有一定的帮助和指导。本文对拖拉机驾驶室内低频噪声预测进行了比较系统的研究,对降低驾驶室内噪声具有一定的理论依据和设计参考。

关键词：噪声声固耦合边界元法有限元法无限元法驾驶室

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高速列车整车气动噪声源特性研究

高速列车整车气动噪声源特性研究

作者：朱程大连交通大学

学位级别：硕士

随着高速铁路的快速发展和列车运行速度的不断提高,列车的气动噪声对乘车舒适性和周边环境的影响越来越大,成为当前有待解决的问题之一,因此开展气动噪声的预测和控制研究具有重要意义。本文针对高速列车近场和远场的气动噪声问题,基于... 详细信息

随着高速铁路的快速发展和列车运行速度的不断提高,列车的气动噪声对乘车舒适性和周边环境的影响越来越大,成为当前有待解决的问题之一,因此开展气动噪声的预测和控制研究具有重要意义。本文针对高速列车近场和远场的气动噪声问题,基于相关声学理论和数值计算方法,建立了高速列车计算流体气动力模型,并对车外气动噪声进行了计算和分析。主要研究内容如下:(1)根据CRH3型高速列车几何模型,在不影响模型主要结构的基础上对局部复杂区域进行简化,利用Hypermesh软件划分网格,建立了 8车编组的高速动车组气动力学仿真模型,主要部件包括:头车、尾车、6个中间车、2个受电弓、16个转向架,并根据实际情况确定计算域,施加相应的边界条件;(2)利用标准七-ε湍流模型计算分析了运行速度分别为250km/h、300km/h、350km/h、400km/h情况下列车稳态流场特性,基于宽频带噪声源模型对列车表面的声功率级进行计算,并对高速列车表面关键位置的噪声分布特性进行了分析;(3)利用8车编组的稳态计算结果作为初始条件,基于大涡模拟计算了车外瞬态流场特性,并用FW-H声类比法计算分析了高速列车的气动噪声;对比分析了在不同速度下,分别以车体、转向架和受电弓为噪声源时在近场区域的噪声贡献度和频谱特性,分析了局部区域气流紊乱形成原因及其影响因素;(4)分别以高速列车车体、转向架、受电弓为噪声源,计算了各噪声源在不同运行速度下远场辐射噪声,对比分析了不同噪声源在远场区域噪声贡献度和频谱分布特性;(5)基于各局部噪声源的远场辐射噪声,利用噪声叠加原理对各局部噪声源的远场噪声进行了叠加计算,叠加结果与整车作为噪声源的远场噪声基本吻合,验证了高速列车各局部噪声源符合声源叠加原理,为高速列车噪声研究提供新的思路和方法;(6)运用声学软件Actran的ICFD模块,将高速列车瞬态流场数据导入到Actran软件内,对瞬态流场参数进行傅利叶变换,得到高速列车外流场的频域数据;以此为基础,基于有限元-无限元法对头车、尾车和中间车进行噪声分析,得到了噪声频谱和声压级云图。

关键词：高速列车气动噪声贡献度无限元法声压级

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结构-外流体动力相互作用的半解析方法

力学学报 1985年第5期 389-399页

作者：曹志远张佑启翟桐中国科学院工程力学所香港大学工学院中国科学院工程力学所

本文采用二维解析和一维离散的方法处理无限流体介质,建立了一种分析结构与外流体动力相互作用问题的半解析无限元法,使结构与流体的耦合振动以及波浪对弹性结构绕流等三维问题化为一维问题来求解,从而在很大程度上节省了单元、内存与... 详细信息

本文采用二维解析和一维离散的方法处理无限流体介质,建立了一种分析结构与外流体动力相互作用问题的半解析无限元法,使结构与流体的耦合振动以及波浪对弹性结构绕流等三维问题化为一维问题来求解,从而在很大程度上节省了单元、内存与计算工作量,同时径向无限域边界可得以正确模拟,比现有的有限边界人工处理更显优越,文中建立了适于不同结构类型的环单元与锥单元,给出了算例与比较。

关键词：半解析方法流体动力无限元法三维问题动水压力人工处理计算工作量无限域振型局部坐标系

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无限元在电磁场计算中的应用

电气应用 1987年第5期 1-3页

作者：李培芳浙江大学

一、引言电工技术中经常遇到一些无限边界电磁场问题。对于无限边界问题已有一些解决方法,如在适当位置人为设置边界,再用有限元法求解,用有限元和边界元相结合的方法等。这些方法都有一定优点,但也各有其不足之处。无限元的概念首先在... 详细信息

一、引言电工技术中经常遇到一些无限边界电磁场问题。对于无限边界问题已有一些解决方法,如在适当位置人为设置边界,再用有限元法求解,用有限元和边界元相结合的方法等。这些方法都有一定优点,但也各有其不足之处。无限元的概念首先在文[1]中提出,并已在力学中获得较多的应用。无限元法考虑了远区对场分布的影响,而计算方法则与有限元法基本相同,因而与直接用有限元法相比,无限元法解无限边界场问题具有省时而精确性较高的优点。

关键词：无限元法计算精度衰减函数有限元法数值分析指数型系数矩阵二维静电场节点数有限元解电位分布边界

关于《对“内爆炸荷载作用下地下竖井的动力响应”一文的看法》的几点讨论

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爆炸与冲击 1986年第3期6卷 272-274页

作者：翟桐曹志远

无限元法是近几年发展起来的一种新的计算方法,它特别适用于求解地下结构一类相互作用问题。在本刊上刊登的“内爆炸荷载作用下地下竖井的动力响应”一文(以下简称原文)是该法在抗爆结构上应用的一次尝试,引起大家广泛兴趣。我们很高兴... 详细信息

无限元法是近几年发展起来的一种新的计算方法,它特别适用于求解地下结构一类相互作用问题。在本刊上刊登的“内爆炸荷载作用下地下竖井的动力响应”一文(以下简称原文)是该法在抗爆结构上应用的一次尝试,引起大家广泛兴趣。我们很高兴看到吴逸群等同志在此基础上又做了一些补充工作,提出了自己的看法(以下简称吴文)。下面就有关问题进行一些讨论。

关键词：待定系数 cm 原文变分方程无限元法平面模型结构模型爆炸荷载爆炸载荷变分原理位移函数位移模式地下