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频变阻抗边界声空间特征频率灵敏度分析的有限元法

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振动与冲击 2022年第16期41卷 19-25页

作者：刘强梁梦辉郑昌军毕传兴合肥工业大学噪声振动工程研究所合肥230009

声学特征频率的灵敏度分析为声学优化设计提供了基础。对于铺设吸声材料的声腔,由于等效声阻抗的频率相关性,声模态分析面临着非线性特征值问题。通过围道积分法将复杂的非线性特征值灵敏度问题转化为规模很小的广义特征值灵敏度问题(no... 详细信息

声学特征频率的灵敏度分析为声学优化设计提供了基础。对于铺设吸声材料的声腔,由于等效声阻抗的频率相关性,声模态分析面临着非线性特征值问题。通过围道积分法将复杂的非线性特征值灵敏度问题转化为规模很小的广义特征值灵敏度问题(nonlinear eigenvalue problem,NEP),并采用直接微分方式构造了一种声学特征频率灵敏度分析的有限元法。数值算例表明,该方法的求解精度高、适用性好,为求解复杂阻抗边界下的声场特征频率灵敏度提供了一种通用方法。

关键词：吸声材料频变阻抗声模态灵敏度分析非线性特征值问题(NEP)

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基于质点振速测量的薄板瞬态力重建方法

机械工程学报 2022年第1期58卷 108-115页

作者：胡龙张永斌张小正毕传兴合肥工业大学噪声振动工程研究所合肥230009

基于质点振速测量重建了作用于薄板表面的瞬态力。首先根据薄板的运动方程推导了板表面上力谱与振动速度谱之间的脉冲响应函数,再联立板表面上振动速度谱和全息面上质点振速谱之间的脉冲响应函数,在波数域-时域中构建了力谱和质点振速... 详细信息

基于质点振速测量重建了作用于薄板表面的瞬态力。首先根据薄板的运动方程推导了板表面上力谱与振动速度谱之间的脉冲响应函数,再联立板表面上振动速度谱和全息面上质点振速谱之间的脉冲响应函数,在波数域-时域中构建了力谱和质点振速谱之间的传递关系;在此基础上,以全息面上测量的质点振速作为输入,重建出了每一个波数点处的力谱,并通过对力谱作空间Fourier逆变换得到了板表面上的瞬态力。数值仿真和实验结果验证了基于质点振速测量重建瞬态力方法的可行性和有效性,它不仅能定位出激振力的位置,而且可以重建出力的时间历程。同时,与现有的基于声压测量的重建方法相比,本文方法可以获得相似的重建精度,但重建过程更简单。该方法提供了一种实时、非接触式的测量方式来获取薄板所受的瞬态力,且建立的力和声辐射间的直接联系有助于进一步探索噪声产生的机理。

关键词：力重建瞬态力薄板质点振速测量

三维自由空间中指向性信息未知偶极声源的等效源识别方法

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振动工程学报 2023年第2期36卷 545-553页

作者：徐滢张小正王帅董光旭毕传兴合肥工业大学噪声振动工程研究所安徽合肥230009

偶极声源的指向性是影响声源识别结果的关键因素。目前,偶极声源的识别方法通常是基于声源的指向性信息先验假设,然而在实际偶极声源识别中,很难事先获得声源的指向性信息;此外,声源分布在二维平面上的假设通常不适用于实际的气动系统... 详细信息

偶极声源的指向性是影响声源识别结果的关键因素。目前,偶极声源的识别方法通常是基于声源的指向性信息先验假设,然而在实际偶极声源识别中,很难事先获得声源的指向性信息;此外,声源分布在二维平面上的假设通常不适用于实际的气动系统。为了准确识别指向性信息未知的偶极声源,并获得声源的三维成像结果,提出了一种基于加权迭代L1最小化算法的等效源方法。该方法将声源指向矢量作为未知参数,从测量声压与等效源源强的传递函数中分离出来,并通过加权迭代L1最小化算法将声源指向矢量与等效源源强一起求解出来,进而利用这些求解获得的声源信息进一步预测声场。与以往的偶极声源识别方法不同,该方法可以实现指向性信息未知偶极声源的三维成像。指向性信息未知偶极声源的三组仿真案例和自制类偶极声源的实验研究验证了该方法的有效性和鲁棒性。

关键词：偶极声源指向性信息三维成像等效源方法

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三维声学特征频率灵敏度分析的边界元法

计算力学学报 2023年第4期40卷 634-640页

作者：余志强刘强郑昌军合肥工业大学噪声振动工程研究所合肥230009

声系统特征频率的灵敏度分析为其优化设计提供了基础,具有重要意义。边界元法在声学问题的求解中具有独特优势,但因其系统方程系数矩阵的频率相关性导致的非线性特征值问题给声学特征频率的灵敏度分析带来了很大困难。为此,本文首先对... 详细信息

声系统特征频率的灵敏度分析为其优化设计提供了基础,具有重要意义。边界元法在声学问题的求解中具有独特优势,但因其系统方程系数矩阵的频率相关性导致的非线性特征值问题给声学特征频率的灵敏度分析带来了很大困难。为此,本文首先对非线性特征值问题进行了线性化处理,利用围道积分投影方法将非线性特征方程转换为小规模广义特征方程,然后对其关于设计变量直接求导,并引入左特征向量和转换矩阵构造了一种适用于内外声场的三维声学单/重特征频率灵敏度分析的边界元法。数值算例验证了该方法的适用性,以及对单/重特征频率灵敏度的计算精度。

关键词：声模态特征频率灵敏度边界元法非线性特征值围道积分法

基于Chebyshev区间方法的动力总成悬置系统稳健性优化

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中国机械工程 2018年第3期29卷 314-319页

作者：陈剑李士爱刘策邓支强舒宏超合肥工业大学噪声振动研究所合肥230009

汽车动力总成悬置系统是车辆的主要隔振系统之一,其性能对整车NVH体验具有重大影响。考虑到动力总成悬置刚度值存在一定程度的偏差或波动,应用Chebyshev区间方法确定动力总成悬置系统固有频率和解耦率随元件刚度值波动的区间范围,通过... 详细信息

汽车动力总成悬置系统是车辆的主要隔振系统之一,其性能对整车NVH体验具有重大影响。考虑到动力总成悬置刚度值存在一定程度的偏差或波动,应用Chebyshev区间方法确定动力总成悬置系统固有频率和解耦率随元件刚度值波动的区间范围,通过实例确定其计算精度。以提高悬置系统频率和解耦率的稳健性为目的,按区间优化模型对某轿车悬置系统的频率和解耦率进行稳健性优化。结果表明,基于该优化方法可获得较好的能量解耦率、较高的稳健性并可减小悬置系统振动传递率。

关键词：动力总成悬置系统 Chebyshev区间方法区间优化解耦率

预测声屏障插入损失的抛物方程法及其初始声场研究

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声学学报 2018年第1期43卷 69-75页

作者：张永斌汪术龙毕传兴张小正合肥工业大学噪声振动工程研究所

Salomons建立的抛物方程（CNPE）方法可以预测非均匀环境中的声屏障插入损失。但是该方法在声屏障与声源距离较近时会产生较大误差。文中通过理论分析发现产生该问题的原因在于CNPE方法所使用的Gauss初始场仅适用于小仰角（10°以内）... 详细信息

Salomons建立的抛物方程（CNPE）方法可以预测非均匀环境中的声屏障插入损失。但是该方法在声屏障与声源距离较近时会产生较大误差。文中通过理论分析发现产生该问题的原因在于CNPE方法所使用的Gauss初始场仅适用于小仰角（10°以内）范围内的声波。为解决Gauss初始场引起的问题,推导了可以用于较大仰角声波的更高阶数的Gauss初始场。通过数值仿真对比了不同阶数的初始场在CNPE方法中的效果。结果表明：4阶初始场是最适合CNPE方法的初始场,将该初始场与CNPE方法相结合,可以准确预测当声屏障与声源距离较近时的插入损失.

关键词：声屏障插入损失

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可用于相干声源的快速反卷积声源成像算法

机械工程学报 2018年第23期54卷 82-92页

作者：徐亮胡鹏张永斌张小正合肥工业大学噪声振动工程研究所

提出一种可用于相干声源识别的快速反卷积声源成像算法(Fast deconvolution approach for the mapping of coherent acoustic sources,FC-DAMAS)。该算法去除了反卷积声源成像算法(Deconvolution approach for the mapping of acoustic sources,DAMAS)中的互谱过程,直接求解声源复数源强分布,从而避免了互谱操作导致的待求未知数个数的剧增,因此不再需要采用非相干声源假设来减少待求未知数,使该算法能够同时适用于相干和非相干声源的识别;其次,该算法在反卷积求解过程中采用了与稀疏约束反卷积声源成像算法(Sparsity constrained DAMAS,SC-DAMAS)类似的L1范数稀疏约束反卷积方法,使算法在相干和非相干声源的识别过程中均具有很高的计算精度和空间分辨率;此外,该算法中增加了对测量声压的主成分分析去噪过程,弥补了取消互谱去噪过程造成的算法鲁棒性下降,使算法具有与SC-DAMAS算法类似的噪声鲁棒性。与现有可用于相干声源识别的反卷积声源成像算法(Deconvolution approach for the coherent sources,DAMAS-C)相比,提出的FC-DAMAS算法大大降低了待求解的矩阵方程规模,使其计算效率得到了显著提升。通过数值仿真和实验验证了FC-DAMAS算法的优越性,结果表明所提出的FC-DAMAS算法在应用范围、声源识别性能和实用性方面都更具优势,更适于在实际工程中应用。

关键词：声源识别相干声源反卷积波束形成

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基于流固耦合的压缩机吸气阀组气动噪声研究

合肥工业大学学报（自然科学版） 2024年第1期47卷 33-40页

作者：孟凡森张小正合肥工业大学噪声振动工程研究所安徽合肥230009

往复式压缩机吸气阀组工作过程存在明显的流固耦合现象,现有的固定阀片开度的数值仿真模型大多没有考虑流固耦合现象,而考虑流固耦合现象的数值仿真模型由于忽略了活塞和阀板的作用难以获取足够的声源信息。文章建立考虑活塞和阀板作用... 详细信息

往复式压缩机吸气阀组工作过程存在明显的流固耦合现象,现有的固定阀片开度的数值仿真模型大多没有考虑流固耦合现象,而考虑流固耦合现象的数值仿真模型由于忽略了活塞和阀板的作用难以获取足够的声源信息。文章建立考虑活塞和阀板作用的流固耦合数值仿真模型,并与其他模型获得的运动、流场和声场特性进行对比,结果表明:所建立的流固耦合模型能够更准确地描述吸气阀组的工作过程,获得更丰富的声源信息;基于该流固耦合数值仿真模型开展通流截面参数对吸气阀组气动噪声的影响分析,并优化设计了截面参数。

关键词：往复式压缩机吸气阀组流固耦合气动噪声数值模拟

基于共同稀疏贝叶斯学习的多频等效源近场声全息方法

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振动与冲击 2024年第5期43卷 260-267页

作者：张凤敏张小正周蓉张永斌毕传兴合肥工业大学噪声振动研究所合肥230009

现有基于压缩感知的等效源近场声全息方法通常采用基于单频处理的单测量向量模型进行声场重建,此模型存在噪声鲁棒性较差以及重建精度不足的问题。实际中噪声源往往具有宽频特征,同一位置处不同频率的等效源源强聚集从而呈现共同稀疏特... 详细信息

现有基于压缩感知的等效源近场声全息方法通常采用基于单频处理的单测量向量模型进行声场重建,此模型存在噪声鲁棒性较差以及重建精度不足的问题。实际中噪声源往往具有宽频特征,同一位置处不同频率的等效源源强聚集从而呈现共同稀疏特性,若充分利用源强的共同稀疏特性,可以改善重建性能。因此,提出一种基于共同稀疏贝叶斯学习的多频等效源近场声全息方法。在该方法中,首先采用多频协同处理,构建多频等效源近场声全息模型;然后为等效源源强施加共同稀疏约束,并使用共同稀疏贝叶斯学习方法求解等效源源强。与单频等效源近场声全息方法相比,所提方法可以获得更高的重建精度和更好的噪声鲁棒性。通过单极子声源仿真和小音箱试验验证了所提方法的优越性。

关键词：近场声全息等效源方法共同稀疏贝叶斯学习多频处理