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裂纹及水介质对薄圆板振动辐射声场特性的影响

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声学学报 2006年第2期31卷 158-166页

作者：石焕文孙进才盛美萍尚志远西北工业大学航海学院陕西师范大学应用声学研究所西安710062

在有限元模态分析的基础上,提取了含人工裂纹的薄板各单元的相关参数,并将瑞利积分离散化,进而计算了裂纹薄板辐射声场的轴向声压分布和r=0．5 m球面上声场分布。结果表明,径向裂纹不仅使模态裂解为关于裂纹的对称模态和反对称模态,而... 详细信息

在有限元模态分析的基础上,提取了含人工裂纹的薄板各单元的相关参数,并将瑞利积分离散化,进而计算了裂纹薄板辐射声场的轴向声压分布和r=0．5 m球面上声场分布。结果表明,径向裂纹不仅使模态裂解为关于裂纹的对称模态和反对称模态,而且使声场分布有显著的变化。方法的有效性通过完整圆板辐射声场来验证。该方法可用于求解任意形状穿透裂纹薄板辐射声场的计算。还提出了一种简便计算置于无限大障板上的裂纹薄板水中振动频率以及辐射效率的计算方法。在假定薄板作小振幅振动、水中模态挠度近似为真空模态挠度的条件下,利用瑞利积分得到了因流体压而引起的附加质量密度。进而应用瑞利方法得到了薄板水中振动频率与真空中振动频率、无量纲附加虚质量增量之间的关系。在真空中模态的有限元方法分析数据以及采用适当方法处理奇点积分的基础上,应用离散积分计算了无量纲附加虚质量增量的值。从真空中模态特征频率出发用迭代法直到水中频率收敛为止而得到水中薄板的特征频率,进而计算了薄板的模态辐射效率。方法的有效性通过薄板的无量纲附加虚质量增量与Kwak的结果对比的一致性来验证。

关键词：人工裂纹辐射声场圆板振动水介质有限元模态分析声场特性模态辐射效率瑞利积分计算方法振动频率

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基于声辐射模态模型求解声功率灵敏度

振动与冲击 2009年第8期28卷 109-112页

作者：袁国清姜哲江苏大学噪声振动研究所镇江212013

声功率灵敏度分析揭示了结构振动引起的辐射声功率与结构设计变量之间的关系。通过利用声辐射模态模型来处理声辐射环节,利用有限元振动模型来处理结构振动环节,从而提出一种新的声功率灵敏度求解方法。在带障板的加筋板声辐射模型中,... 详细信息

声功率灵敏度分析揭示了结构振动引起的辐射声功率与结构设计变量之间的关系。通过利用声辐射模态模型来处理声辐射环节,利用有限元振动模型来处理结构振动环节,从而提出一种新的声功率灵敏度求解方法。在带障板的加筋板声辐射模型中,采用较常用的瑞利积分模型处理辐射环节的方法对其进行了验证。最终验证了该方法的可行性。

关键词：灵敏度分析声辐射模态瑞利积分

水介质对多种边界条件方板振动频率及辐射效率的影响

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振动与冲击 2004年第1期23卷 94-97页

作者：石焕文尚志远郭敏陕西师范大学应用声学研究所西安710062 长安大学理学院西安710064

本文提出了一种简便计算置于无限大障板上的方板水中振动频率以及辐射效率的计算方法。在假定流体不可压、方板作小振幅振动、水中模态挠度近似为真空模态挠度的条件下 ,利用瑞利积分得到了因流体压而引起的附加质量密度。进而应用瑞利... 详细信息

本文提出了一种简便计算置于无限大障板上的方板水中振动频率以及辐射效率的计算方法。在假定流体不可压、方板作小振幅振动、水中模态挠度近似为真空模态挠度的条件下 ,利用瑞利积分得到了因流体压而引起的附加质量密度。进而应用瑞利方法得到了方板水中振动频率与真空中振动频率、无量纲附加虚质量增量之间的关系。在真空中模态的有限元方法分析数据以及采用适当方法处理奇点积分的基础上 ,应用离散积分计算了无量纲附加虚质量增量的值。从真空中模态特征频率出发用迭代法直到水中频率收敛为止而得到水中方板的特征频率 ,进而计算了方板的模态辐射效率。方法的有效性通过方板的无量纲附加虚质量增量与文献 [11]结果对比的一致性来验证。

关键词：水介质边界条件方板振动频率辐射效率有限元法瑞利积分超越函数

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环状活塞换能器辐射声场研究

陕西师范大学学报（自然科学版） 2003年第4期31卷 28-31页

作者：李锦任中杰林书玉陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西西安710062

研究了环状活塞声源辐射声场的特性.利用瑞利积分,计算出了环状活塞声源辐射声场的远场声压分布,画出了声压分布图,并分析了辐射声场的指向特性.结果表明,环带较窄时,旁瓣较大,主瓣较窄;环带较宽时,旁瓣较小,主瓣较宽.讨论了近场情况下... 详细信息

研究了环状活塞声源辐射声场的特性.利用瑞利积分,计算出了环状活塞声源辐射声场的远场声压分布,画出了声压分布图,并分析了辐射声场的指向特性.结果表明,环带较窄时,旁瓣较大,主瓣较窄;环带较宽时,旁瓣较小,主瓣较宽.讨论了近场情况下轴上的声压分布,为进一步研究同心圆环聚焦阵提供了理论依据.根据惠更斯原理,推出了由m个同心圆环构成的相控阵的三维声压分布,并利用计算机做出了模拟图.

关键词：环状活塞换能器辐射声场指向特性相控阵瑞利积分超声聚焦

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矩形活塞声源辐射声场研究

陕西师范大学学报（自然科学版） 2003年第1期31卷 39-42页

作者：李锦林书玉陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西西安710062

研究了矩形活塞声源幅射声场的特性.利用瑞利积分,计算了矩形活塞声源幅射声场的声压分布,画出了声压分布图,并分析了辐射声场的指向特性.结果表明,随着活塞尺寸的增加,声场指向性将变得尖锐.这一结论为进一步研究平面型声聚焦阵提供了... 详细信息

研究了矩形活塞声源幅射声场的特性.利用瑞利积分,计算了矩形活塞声源幅射声场的声压分布,画出了声压分布图,并分析了辐射声场的指向特性.结果表明,随着活塞尺寸的增加,声场指向性将变得尖锐.这一结论为进一步研究平面型声聚焦阵提供了理论基础.根据惠更斯原理,推出了由m个矩形活塞构成的相位阵的三维声压分布,并指出了辐射声场的指向性.

关键词：辐射声场矩形活塞声源分布函数压力分布瑞利积分声场指向惠更斯原理超声

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利用角谱方法分析超声换能器声场

南京大学学报（自然科学版） 2000年第3期36卷 342-350页

作者：张卫亚龚秀芬叶式公河康烈 Ha Kang-lyeol 南京大学近代声学国家重点实验室声学研究所江苏南京210093 釜庆大学物理系

叙述了角谱 (angularspectrum)的基本概念和利用角谱方法 (angularspectrummethod ,下称ASM)分析超声换能器声场的基本原理和具体实现 ,对平面活塞换能器和聚焦换能器在均匀媒质中的声场应用ASM进行了计算利用一套精密三维扫描系统和... 详细信息

叙述了角谱 (angularspectrum)的基本概念和利用角谱方法 (angularspectrummethod ,下称ASM)分析超声换能器声场的基本原理和具体实现 ,对平面活塞换能器和聚焦换能器在均匀媒质中的声场应用ASM进行了计算利用一套精密三维扫描系统和针状水听器对上述换能器的声场进行了实验测量。

关键词：角谱瑞利积分 ASM 超声换能器声场

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基于导重法的板壳结构加强筋布局优化设计

基于导重法的板壳结构加强筋布局优化设计

作者：熊文祥哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

基于有限元分析的结构拓扑优化已经成为当前结构优化设计的研究热点之一。导重法是一种结合数学规划法和准则法的新的优化方法,同时具有最优准则法迭代速度快和数学规划法精度高、理论严谨等优点。当前,导重法在一般工程结构的尺寸和形... 详细信息

基于有限元分析的结构拓扑优化已经成为当前结构优化设计的研究热点之一。导重法是一种结合数学规划法和准则法的新的优化方法,同时具有最优准则法迭代速度快和数学规划法精度高、理论严谨等优点。当前,导重法在一般工程结构的尺寸和形状优化设计中已获得很多应用,但在拓扑优化领域的研究和应用很少。因此在导重法的基础理论上,拓展导重法的使用范围,以结构加强筋为优化对象进行布局优化,使其适用于从静力学到动力学等不同优化目标的拓扑优化设计中,具有重大的理论意义和工程应用价值。首先,阐述了导重法的基础理论,采用板梁耦合模型和SIMP(固体各向同性材料惩罚模型)模型相结合,求解拉格朗日乘子以及迭代公式,应用到基础的静载荷最小柔度的悬臂梁和薄板加强筋布局优化中。本文通过数值算例说明使用导重法优化可获得比较好的拓扑构型和优化效率,并与固定点迭代法进行相比,体现了导重法迭代稳定,计算精度较高的优点。其次,考虑到导重法在动力学优化中的应用较少,本文将前一章分析的导重优化准则,引入到动力学优化领域,进行动力学Rayleigh(瑞利)阻尼功率流响应和模态功率流响应的拓扑优化。本文在传统功率流理论基础上,分析了基于固有阻尼分布的模态功率流理论,通过构造特征阻尼矩阵,以及用其特征向量作为系统功率流空间的一组基向量,描述系统功率流。通过数值算例,本文对比两种理论建立的功率流模型最终的拓扑结构非常相似,得到的目标函数值也非常接近。导重法优化后的加筋板在低中频段功率流有效降低,结构动力学性能明显提高。最后,本文将导重法应用于结构振动辐射声功率流优化设计中,使用从亥姆霍兹方程推导出的瑞利积分方法对结构声强积分得到辐射声功率流,利用显式逼近技术计算目标函数的灵敏度。应用导重法更新设计变量进行加强筋布局优化,改变振动结构的形状,将结构转化成弱辐射体,实现了声辐射的减少。优化后的结构在优化频率局部频率段降低的同时,通过波峰数量和位置的改变实现声功率频谱全波段优化。

关键词：导重法加强筋布局优化模态功率流辐射声功率流瑞利积分

同方学位论文库评论

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加肋板振动声学的双方法融合建模研究

加肋板振动声学的双方法融合建模研究

第十五届全国振动理论及应用学术会议（NVTA2023）

作者：李牧皛何远鹏巫恩王福川刘畅韩健

具有单向均匀截面特性和复杂截面几何形状的肋条加固板材通常是众多结构的基本组成部分,因为它们具有轻量化和高强度的特点。此外,研究者们一直关注这类板材的振动声学性质,在考虑到截面特性保持不变的情况下,采用耦合的2.5D有限元方法(... 详细信息

具有单向均匀截面特性和复杂截面几何形状的肋条加固板材通常是众多结构的基本组成部分,因为它们具有轻量化和高强度的特点。此外,研究者们一直关注这类板材的振动声学性质,在考虑到截面特性保持不变的情况下,采用耦合的2.5D有限元方法(2.5D FE)和2.5D边界元方法(2.5D BE)是最合适不过的,特别是在高频情况下,它能够高效地进行计算。在传统的2.5D BE方法中,进行边界积分通常需要一个封闭的边界。对于障板或板材这类特殊情况,必须包括障板表面上的扩展边界以及板材背面的声学域上的附加边界,以近似半空间的格林函数,以获得准确的结果。这些额外的边界无疑会增加计算的复杂性和成本。因此,本研究通过引入波数域的Rayleigh积分到边界元方法中,并将其与2.5D有限元方法相结合。在计算过程中,这种方法可以识别不同受迫波对振动和声辐射的贡献,并从力学角度解释声传播中的损耗(STL)骤降现象。

关键词： 2.5D FEM 2.5D BEM 瑞利积分肋骨加固板振动声学

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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高斯声束模型系数对声场模拟精度的影响

传感器世界 2015年第8期21卷 7-12页

作者：乔伟哲李雅金永陈友兴王召巴中北大学信息与通信工程学院山西太原030051

在高斯声束模拟超声场的研究中,高斯系数作为声场计算的一个重要指标,对声场模拟精度具有直接的影响。选取合适的高斯系数对提高模拟声场的准确度有着重要的意义。利田声场计算中的误差作为目标函数,通过遗传算法优化高斯系数的取值,并... 详细信息

在高斯声束模拟超声场的研究中,高斯系数作为声场计算的一个重要指标,对声场模拟精度具有直接的影响。选取合适的高斯系数对提高模拟声场的准确度有着重要的意义。利田声场计算中的误差作为目标函数,通过遗传算法优化高斯系数的取值,并与瑞利积分模拟轴线声场进行对比,分析了高斯系数的个数及取值对声场的影响。在此基础上,又通过缩小误差范围来重新界定系数的选取,实现了系数的进一步的优化重构。采用优化后的系数可以得到更加准确的模拟声场,同时为利用高斯展开法来计算介质中辐射声场的分布提供了更优的高斯系数因子。

关键词：超声场瑞利积分高斯系数声压分布