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基于优化模型的结构声学耦合界面载荷传递算法
被引量:
1
1
作者
宋先凯
杜建镔
《计算力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第1期6-12,共7页
针对结构声学耦合系统的界面载荷传递问题,提出了一种基于约束最优化模型的局部参数插值算法。耦合界面处结构和流体单元表面坐标通过各自的形状函数进行插值,把界面载荷在互不匹配的网格节点间的传递问题转化为一个点到用自然坐标表示...
针对结构声学耦合系统的界面载荷传递问题,提出了一种基于约束最优化模型的局部参数插值算法。耦合界面处结构和流体单元表面坐标通过各自的形状函数进行插值,把界面载荷在互不匹配的网格节点间的传递问题转化为一个点到用自然坐标表示的有限边界曲面的最小距离问题,以便利用成熟稳定的优化算法对其进行高效求解。与已有方法相比,该算法在耦合界面单元为曲面的情况下仍能保持较高的计算精度。本文给出的数值算例验证了本算法的有效性和可靠性。
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关键词
结构
声学耦合
界面
界面载荷传递
形状函数
局部插值
优化模型
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职称材料
基于拓扑优化的声学结构材料分布设计
被引量:
16
2
作者
杜建镔
宋先凯
董立立
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2011年第2期306-315,共10页
针对结构的声学设计问题进行研究,通过优化两种不同的材料在结构设计域内的拓扑分布来最小化谐振结构所产生的声场中指定参考面/参考域内的声压.在研究中假定结构为线弹性小变形结构,材料阻尼为Rayleigh阻尼,声学介质为无黏、可压缩、...
针对结构的声学设计问题进行研究,通过优化两种不同的材料在结构设计域内的拓扑分布来最小化谐振结构所产生的声场中指定参考面/参考域内的声压.在研究中假定结构为线弹性小变形结构,材料阻尼为Rayleigh阻尼,声学介质为无黏、可压缩、小扰动流体.对结构响应采用有限元格式进行计算,对声场采用基于Helmholtz积分的边界元格式进行计算,由于声场在无穷远自由边界的无反射条件在边界积分中能自动得到满足,该格式特别适合于具有开放边界的声场计算.建立了结构有限元-声场边界元格式的耦合系统拓扑优化模型,导出了耦合系统敏感度分析的一般格式及伴随格式.数值算例验证了所提出的结构-声学耦合系统优化方法的有效性和可靠性,并揭示了基于声学准则的拓扑优化结果的有关特性.
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关键词
边界积分
结构
声学耦合
系统
拓扑优化
敏感度分析
伴随方法
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职称材料
拖拉机驾驶室内低频噪声控制研究
被引量:
1
3
作者
王顺
马心坦
贺明佳
《中国农机化学报》
北大核心
2024年第5期134-139,共6页
为降低驾驶室内低频结构噪声,建立某拖拉机驾驶室结构有限元模型和耦合声学边界元模型,对结构进行谐响应分析,并以结构位移结果作为声场分析边界条件,基于间接边界元法对驾驶室内进行声场声振耦合频率响应分析;应用板件贡献量法计算分...
为降低驾驶室内低频结构噪声,建立某拖拉机驾驶室结构有限元模型和耦合声学边界元模型,对结构进行谐响应分析,并以结构位移结果作为声场分析边界条件,基于间接边界元法对驾驶室内进行声场声振耦合频率响应分析;应用板件贡献量法计算分析得到对驾驶员耳旁声压主要峰值频率处贡献显著的板件,并进行振动抑制;对分析结果中贡献量较大的顶棚,进行形貌优化处理,对右窗和右门进行加厚处理。结果表明,车内噪声在频率20~200 Hz范围内的声压级水平得到比较明显的改善,整体噪声水平下降3.01 dB(A),有效改善驾驶室内声学环境,为同类驾驶室内低噪声设计提供案例依据。
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关键词
拖拉机
驾驶室
低频噪声
耦合
声学
边界元
谐响应
板件贡献量
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职称材料
单向加筋双层板隔声性能的有限元分析
被引量:
3
4
作者
王义柏
魏智平
郑辉
《噪声与振动控制》
CSCD
2014年第4期96-100,共5页
为考察筋板声学透明假设理论对于加筋双层板隔声计算的适用性,对典型波纹芯体加筋双层板在简谐平面声波正入射和斜入射激励下的声透射损失(STL)进行有限元分析。分别建立筋板声学透明声腔和结构-声学全耦合加筋双层板的有限元模型,计算...
为考察筋板声学透明假设理论对于加筋双层板隔声计算的适用性,对典型波纹芯体加筋双层板在简谐平面声波正入射和斜入射激励下的声透射损失(STL)进行有限元分析。分别建立筋板声学透明声腔和结构-声学全耦合加筋双层板的有限元模型,计算得到结构具有不同芯体构型和腔内声学介质时的STL曲线。结果表明,筋板"声学透明"假设模型带给加筋双层板STL计算误差取决于筋板结构阻抗和筋板间腔内介质声阻抗相对大小。因此,加筋双层板结构STL的准确预测需考虑筋板与腔内介质间与的结构-声学耦合作用。
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关键词
振动与波
加筋双层板
声透射损失
结构—
声学耦合
有限元分析
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职称材料
某SUV内外场气动噪声数值分析
被引量:
2
5
作者
段孟华
赖晨光
+2 位作者
王勇
冯锦阳
谭文林
《机床与液压》
北大核心
2020年第6期78-84,共7页
运用分离涡模拟(DES),以商用软件Star CCM+为研究工具对某SUV在车窗封闭状态下,对汽车后视镜区域进行了外流场稳态和瞬态的计算分析,获得车身表面和周围的压力脉动,以此作为激励计算车内噪声。应用声学软件对后视镜以及周围进行流场到...
运用分离涡模拟(DES),以商用软件Star CCM+为研究工具对某SUV在车窗封闭状态下,对汽车后视镜区域进行了外流场稳态和瞬态的计算分析,获得车身表面和周围的压力脉动,以此作为激励计算车内噪声。应用声学软件对后视镜以及周围进行流场到声场的耦合分析,得到声压级的频谱图。通过分析基础模型和改进模型内、外场气动声学特性表明:后视镜柄的长度,镜柄与镜罩的夹角以及镜罩形状对后视镜下游流场和声压级影响较大。改进模型相比基础模型前侧窗玻璃外表面总声压级得以降低,驾驶员左耳处内场总声压级降低了6.41%,语音清晰度提高了33.89%,取得很好的改进效果。
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关键词
数值计算
外场噪声
内场噪声
声学耦合
总声压级
语音清晰度
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职称材料
基于ATV技术的驾驶室低频噪声优化控制
被引量:
1
6
作者
施斐博
陈剑
+1 位作者
沈忠亮
杨志远
《合肥工业大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第9期1184-1188,1195,共6页
文章建立了某卡车驾驶室结构有限元模型,通过数值与试验模态的相关性分析验证了模型的精确性,并在此基础上建立耦合声学边界元模型;通过实车60 km/h匀速行驶工况下的道路试验,测得悬置点处的振动加速度信号和驾驶室内的声压响应;...
文章建立了某卡车驾驶室结构有限元模型,通过数值与试验模态的相关性分析验证了模型的精确性,并在此基础上建立耦合声学边界元模型;通过实车60 km/h匀速行驶工况下的道路试验,测得悬置点处的振动加速度信号和驾驶室内的声压响应;基于声传递向量(acoustic transfer vector ,ATV)技术,将所测激励信号施加于耦合边界元模型进行低频段(20~220 Hz )驾驶室内频率响应分析;最后应用板件贡献量分析和模态参与因子分析找出对驾驶室内主要噪声峰值贡献显著的板件并进行结构优化。仿真和试验结果表明,驾驶室内低频噪声得到明显改善,基于ATV技术的优化分析方法可以有效控制驾驶室内的低频噪声。
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关键词
耦合
声学
边界元
声传递向量
板件贡献量
低频噪声
结构优化
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职称材料
纯电动汽车两挡变速箱齿轮振动噪声仿真分析与优化设计
被引量:
4
7
作者
蔡文奇
彭显昌
+1 位作者
包英豪
高炳钊
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第A01期152-156,共5页
针对一款新型纯电动汽车变速箱振动噪声大的问题,考虑齿轮传动误差的影响,建立了两挡变速箱仿真模型,对传动系统进行动力学分析.采用分块Lanczos法求解变速箱的模态频率与模态阵型.利用耦合声学边界元的方法,以动力学分析的结果作为激励...
针对一款新型纯电动汽车变速箱振动噪声大的问题,考虑齿轮传动误差的影响,建立了两挡变速箱仿真模型,对传动系统进行动力学分析.采用分块Lanczos法求解变速箱的模态频率与模态阵型.利用耦合声学边界元的方法,以动力学分析的结果作为激励,求解变速箱的辐射声场,并对变速箱的齿轮进行优化设计,仿真与实验证明优化后的变速箱振动噪声得到了明显的改善.
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关键词
纯电动汽车
振动噪音
模态分析
耦合
声学
边界元
优化设计
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职称材料
题名
基于优化模型的结构声学耦合界面载荷传递算法
被引量:
1
1
作者
宋先凯
杜建镔
机构
清华大学航天航空学院
出处
《计算力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第1期6-12,共7页
基金
国家自然科学基金(10672087
90816025)
教育部留学回国人员科研启动基金资助项目
文摘
针对结构声学耦合系统的界面载荷传递问题,提出了一种基于约束最优化模型的局部参数插值算法。耦合界面处结构和流体单元表面坐标通过各自的形状函数进行插值,把界面载荷在互不匹配的网格节点间的传递问题转化为一个点到用自然坐标表示的有限边界曲面的最小距离问题,以便利用成熟稳定的优化算法对其进行高效求解。与已有方法相比,该算法在耦合界面单元为曲面的情况下仍能保持较高的计算精度。本文给出的数值算例验证了本算法的有效性和可靠性。
关键词
结构
声学耦合
界面
界面载荷传递
形状函数
局部插值
优化模型
Keywords
structural-acoustic coupling interface
load transformation
shape function
local interpolation
optimization model
分类号
O327 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
基于拓扑优化的声学结构材料分布设计
被引量:
16
2
作者
杜建镔
宋先凯
董立立
机构
清华大学航天航空学院
清华大学精密仪器与机械学系
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2011年第2期306-315,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(10672087
90816025)~~
文摘
针对结构的声学设计问题进行研究,通过优化两种不同的材料在结构设计域内的拓扑分布来最小化谐振结构所产生的声场中指定参考面/参考域内的声压.在研究中假定结构为线弹性小变形结构,材料阻尼为Rayleigh阻尼,声学介质为无黏、可压缩、小扰动流体.对结构响应采用有限元格式进行计算,对声场采用基于Helmholtz积分的边界元格式进行计算,由于声场在无穷远自由边界的无反射条件在边界积分中能自动得到满足,该格式特别适合于具有开放边界的声场计算.建立了结构有限元-声场边界元格式的耦合系统拓扑优化模型,导出了耦合系统敏感度分析的一般格式及伴随格式.数值算例验证了所提出的结构-声学耦合系统优化方法的有效性和可靠性,并揭示了基于声学准则的拓扑优化结果的有关特性.
关键词
边界积分
结构
声学耦合
系统
拓扑优化
敏感度分析
伴随方法
Keywords
boundary integral
structural-acoustic coupling system
topology optimization
sensitivity analysis
adjoint method
分类号
TB535 [理学—声学]
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职称材料
题名
拖拉机驾驶室内低频噪声控制研究
被引量:
1
3
作者
王顺
马心坦
贺明佳
机构
河南科技大学车辆与交通工程学院
出处
《中国农机化学报》
北大核心
2024年第5期134-139,共6页
基金
河南省教育厅自然科学研究项目(15A460019)。
文摘
为降低驾驶室内低频结构噪声,建立某拖拉机驾驶室结构有限元模型和耦合声学边界元模型,对结构进行谐响应分析,并以结构位移结果作为声场分析边界条件,基于间接边界元法对驾驶室内进行声场声振耦合频率响应分析;应用板件贡献量法计算分析得到对驾驶员耳旁声压主要峰值频率处贡献显著的板件,并进行振动抑制;对分析结果中贡献量较大的顶棚,进行形貌优化处理,对右窗和右门进行加厚处理。结果表明,车内噪声在频率20~200 Hz范围内的声压级水平得到比较明显的改善,整体噪声水平下降3.01 dB(A),有效改善驾驶室内声学环境,为同类驾驶室内低噪声设计提供案例依据。
关键词
拖拉机
驾驶室
低频噪声
耦合
声学
边界元
谐响应
板件贡献量
Keywords
tractors
cab
low frequency noise
coupled acoustic boundary element
harmonic response
plate contribution
分类号
S219 [农业科学—农业机械化工程]
TB533 [理学—声学]
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职称材料
题名
单向加筋双层板隔声性能的有限元分析
被引量:
3
4
作者
王义柏
魏智平
郑辉
机构
上海交通大学汽车工程研究院
上海交通大学振动
出处
《噪声与振动控制》
CSCD
2014年第4期96-100,共5页
基金
国家自然科学基金(基金编号:NSFC 51275285)
文摘
为考察筋板声学透明假设理论对于加筋双层板隔声计算的适用性,对典型波纹芯体加筋双层板在简谐平面声波正入射和斜入射激励下的声透射损失(STL)进行有限元分析。分别建立筋板声学透明声腔和结构-声学全耦合加筋双层板的有限元模型,计算得到结构具有不同芯体构型和腔内声学介质时的STL曲线。结果表明,筋板"声学透明"假设模型带给加筋双层板STL计算误差取决于筋板结构阻抗和筋板间腔内介质声阻抗相对大小。因此,加筋双层板结构STL的准确预测需考虑筋板与腔内介质间与的结构-声学耦合作用。
关键词
振动与波
加筋双层板
声透射损失
结构—
声学耦合
有限元分析
Keywords
vibration and wave
sandwich plates
sound transmission loss
structural-acoustic coupling
finite element analysis
分类号
TB53 [理学—声学]
TU112.593 [建筑科学—建筑理论]
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职称材料
题名
某SUV内外场气动噪声数值分析
被引量:
2
5
作者
段孟华
赖晨光
王勇
冯锦阳
谭文林
机构
中国汽车工程研究院股份有限公司汽车风洞中心
重庆理工大学车辆工程学院
东北大学流体科学研究所
出处
《机床与液压》
北大核心
2020年第6期78-84,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51305477)
中美提高中重型卡车能源效率关键技术联合研究项目(2017YFE0102800)。
文摘
运用分离涡模拟(DES),以商用软件Star CCM+为研究工具对某SUV在车窗封闭状态下,对汽车后视镜区域进行了外流场稳态和瞬态的计算分析,获得车身表面和周围的压力脉动,以此作为激励计算车内噪声。应用声学软件对后视镜以及周围进行流场到声场的耦合分析,得到声压级的频谱图。通过分析基础模型和改进模型内、外场气动声学特性表明:后视镜柄的长度,镜柄与镜罩的夹角以及镜罩形状对后视镜下游流场和声压级影响较大。改进模型相比基础模型前侧窗玻璃外表面总声压级得以降低,驾驶员左耳处内场总声压级降低了6.41%,语音清晰度提高了33.89%,取得很好的改进效果。
关键词
数值计算
外场噪声
内场噪声
声学耦合
总声压级
语音清晰度
Keywords
CFD
External noise
Internal noise
Acoustic coupling
Total sound pressure level
Speech clarity
分类号
U461.4 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
基于ATV技术的驾驶室低频噪声优化控制
被引量:
1
6
作者
施斐博
陈剑
沈忠亮
杨志远
机构
合肥工业大学机械与汽车工程学院
出处
《合肥工业大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第9期1184-1188,1195,共6页
基金
安徽省重点实验室人才基金资助项目(070234E2)
文摘
文章建立了某卡车驾驶室结构有限元模型,通过数值与试验模态的相关性分析验证了模型的精确性,并在此基础上建立耦合声学边界元模型;通过实车60 km/h匀速行驶工况下的道路试验,测得悬置点处的振动加速度信号和驾驶室内的声压响应;基于声传递向量(acoustic transfer vector ,ATV)技术,将所测激励信号施加于耦合边界元模型进行低频段(20~220 Hz )驾驶室内频率响应分析;最后应用板件贡献量分析和模态参与因子分析找出对驾驶室内主要噪声峰值贡献显著的板件并进行结构优化。仿真和试验结果表明,驾驶室内低频噪声得到明显改善,基于ATV技术的优化分析方法可以有效控制驾驶室内的低频噪声。
关键词
耦合
声学
边界元
声传递向量
板件贡献量
低频噪声
结构优化
Keywords
coupled acoustic boundary element
panel contribution
low frequency noise
structural optimization
分类号
TB533.2 [理学—声学]
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职称材料
题名
纯电动汽车两挡变速箱齿轮振动噪声仿真分析与优化设计
被引量:
4
7
作者
蔡文奇
彭显昌
包英豪
高炳钊
机构
吉林大学机械科学与工程学院
吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室
出处
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第A01期152-156,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(61522307),吉林省省级产业创新专项基金资助项目(2016C031),吉林大学高层次科技创新团队资助项目(2017TD-20)
文摘
针对一款新型纯电动汽车变速箱振动噪声大的问题,考虑齿轮传动误差的影响,建立了两挡变速箱仿真模型,对传动系统进行动力学分析.采用分块Lanczos法求解变速箱的模态频率与模态阵型.利用耦合声学边界元的方法,以动力学分析的结果作为激励,求解变速箱的辐射声场,并对变速箱的齿轮进行优化设计,仿真与实验证明优化后的变速箱振动噪声得到了明显的改善.
关键词
纯电动汽车
振动噪音
模态分析
耦合
声学
边界元
优化设计
Keywords
pure electric vehicle
vibration noise
modal analysis
coupling acoustic boundary element
optimization design
分类号
U463.212 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于优化模型的结构声学耦合界面载荷传递算法
宋先凯
杜建镔
《计算力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
1
在线阅读
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职称材料
2
基于拓扑优化的声学结构材料分布设计
杜建镔
宋先凯
董立立
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2011
16
在线阅读
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职称材料
3
拖拉机驾驶室内低频噪声控制研究
王顺
马心坦
贺明佳
《中国农机化学报》
北大核心
2024
1
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职称材料
4
单向加筋双层板隔声性能的有限元分析
王义柏
魏智平
郑辉
《噪声与振动控制》
CSCD
2014
3
在线阅读
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职称材料
5
某SUV内外场气动噪声数值分析
段孟华
赖晨光
王勇
冯锦阳
谭文林
《机床与液压》
北大核心
2020
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
6
基于ATV技术的驾驶室低频噪声优化控制
施斐博
陈剑
沈忠亮
杨志远
《合肥工业大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2016
1
在线阅读
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职称材料
7
纯电动汽车两挡变速箱齿轮振动噪声仿真分析与优化设计
蔡文奇
彭显昌
包英豪
高炳钊
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
4
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职称材料
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