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利用PVDF设计两维简支结构声辐射模态传感器 被引量:12
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作者 吴锦武 姜哲 毛崎波 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 2002年第6期15-20,共6页
PVDF(polyvinylidenefluoride聚偏氟乙烯 )是一种新型的压电高分子材料 ,它不仅密度低 ,而且具有较强的压电性 ,机械性、可塑性好等特点 用特定形状的PVDF薄膜作为误差传感器 ,将它贴在结构体表面上时 ,对系统产生很小的影响 笔者在... PVDF(polyvinylidenefluoride聚偏氟乙烯 )是一种新型的压电高分子材料 ,它不仅密度低 ,而且具有较强的压电性 ,机械性、可塑性好等特点 用特定形状的PVDF薄膜作为误差传感器 ,将它贴在结构体表面上时 ,对系统产生很小的影响 笔者在声辐射模态理论以及两维分布式压电传感器方程的基础上 ,利用PVDF独特的积分特性 ,以简支矩形板为例 ,设计了PVDF压电薄膜传感器用于测量简支板第一、二阶声辐射模态伴随系数 并在理论上进行数值分析比较可知 。 展开更多
关键词 PVDF 设计 两维简支结构 声辐射模态传感器 声辐射模态 伴随系数 聚偏氟乙烯 主动控制
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有限元与声辐射模态的薄板声辐射灵敏度分析 被引量:9
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作者 赵志高 黄其柏 +1 位作者 何锃 丁律辉 《声学技术》 CSCD 北大核心 2008年第3期464-468,共5页
采用有限元与声辐射模态方法研究了薄板声辐射的灵敏度。应用有限元方法求出结构的速度分布后,利用Rayleigh积分求出薄板的声压,然后将薄板的声辐射功率表示为薄板速度分布的正定厄米特二次型;将薄板的声辐射功率对设计变量求偏导,薄板... 采用有限元与声辐射模态方法研究了薄板声辐射的灵敏度。应用有限元方法求出结构的速度分布后,利用Rayleigh积分求出薄板的声压,然后将薄板的声辐射功率表示为薄板速度分布的正定厄米特二次型;将薄板的声辐射功率对设计变量求偏导,薄板声辐射的灵敏度转化为阻抗矩阵的灵敏度与速度分布的灵敏度,最后通过声辐射模态理论和有限元方法可以分别求出结构阻抗矩阵的灵敏度与速度分布的灵敏度。以四边简支的薄板作为数值算例,对所提出的方法进行了验证。 展开更多
关键词 声辐射模态 辐射灵敏度 薄板
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对声辐射模态的讨论 被引量:27
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作者 毛崎波 姜哲 《振动工程学报》 EI CSCD 2000年第4期633-637,共5页
提出利用声辐射模态结合结构模态研究声辐射问题 ,并且从物理和数学意义上对声辐射模态进行了解释。用声辐射模态研究外部声辐射的主要优点在于消除了结构模态中复杂的耦合项。本文以简支矩形板为例 ,通过瑞利积分公式计算了其在不同频... 提出利用声辐射模态结合结构模态研究声辐射问题 ,并且从物理和数学意义上对声辐射模态进行了解释。用声辐射模态研究外部声辐射的主要优点在于消除了结构模态中复杂的耦合项。本文以简支矩形板为例 ,通过瑞利积分公式计算了其在不同频率下的辐射效率 。 展开更多
关键词 声辐射模态 结构模态 简支矩形板 振动体
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基于声辐射模态的声场重建中的测点优化方法 被引量:4
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作者 苏俊博 朱海潮 +2 位作者 毛荣富 郭亮 苏常伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期145-150,共6页
少测点条件下,利用声辐射模态理论重建声场时,测点布置方式是决定声场重建精度的一个关键因素。为求得最佳测点布置方式,提出了一种基于声辐射模态的最优测点选择方法,即基于声辐射模态矩阵的奇异值分解,采用循环迭代的方式,逐次去除对... 少测点条件下,利用声辐射模态理论重建声场时,测点布置方式是决定声场重建精度的一个关键因素。为求得最佳测点布置方式,提出了一种基于声辐射模态的最优测点选择方法,即基于声辐射模态矩阵的奇异值分解,采用循环迭代的方式,逐次去除对其最小奇异值最敏感的测点,从而得到了一组使重建方程条件数最小的测点。实验结果表明,利用文中提出的最优测点选择方法布置测点,能够对声场进行有效的重建,重建效果优于均匀布置方式,显著提高了声场重建精度。 展开更多
关键词 声辐射模态 场重建 测点优化
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基于声辐射模态理论的声场分离技术(英文) 被引量:3
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作者 郭亮 朱海潮 +2 位作者 毛荣富 苏俊博 陈志敏 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期779-790,共12页
为了消除复杂声场中干扰噪声对于近场声全息重建精度的影响,该文提出了一种基于单层阵列测量的声场分离技术。当目标声源和干扰噪声源为相干声源时,利用源强密度声辐射模态分析理论建立了声源与辐射声场的数学关系模型,通过对单层阵列... 为了消除复杂声场中干扰噪声对于近场声全息重建精度的影响,该文提出了一种基于单层阵列测量的声场分离技术。当目标声源和干扰噪声源为相干声源时,利用源强密度声辐射模态分析理论建立了声源与辐射声场的数学关系模型,通过对单层阵列测量的声压数据进行空间重采样得到两组子数据,构造各组子数据与目标声源和干扰噪声源的声辐射模态之间的数学公式,再求解公式中目标声源的各阶声辐射模态的展开系数,可重构目标声源在阵列处的声场响应,达到声场分离的目的。刚性脉动球声源与刚性脉动球干扰源、平板声源与刚性脉动球干扰源的数值仿真及对影响该方法的相关参数进行了详细研究,相关结果表明该方法具有较好的有效性和正确性。 展开更多
关键词 声辐射模态 单层阵列 场分离技术 近场全息
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含损伤加筋板结构声辐射模态变异研究 被引量:4
6
作者 郭新毅 洪明 李艮田 《船舶力学》 EI 北大核心 2005年第2期115-123,共9页
本文采用声辐射模态的有关理论,用结构的声辐射模态参数来表征结构本身的固有声辐射特性。以加筋板结构为例,计算不同加筋情况和结构不同损伤情况下的声辐射模态。基于Mindlin理论,建立描述健康和损伤的四结点有限元板壳单元模型,采用... 本文采用声辐射模态的有关理论,用结构的声辐射模态参数来表征结构本身的固有声辐射特性。以加筋板结构为例,计算不同加筋情况和结构不同损伤情况下的声辐射模态。基于Mindlin理论,建立描述健康和损伤的四结点有限元板壳单元模型,采用有限元方法计算结构表面动力响应。各向同性损伤单元,采取刚度各向整体弱化的方法分析;对于各向异性损伤单元,采用Kachanov理论,引入了x和y两个方向的弹性损伤折减系数。考虑到不同损伤存在形式,计算分析了损伤对振动频率、模态以及声辐射模态的影响。文章建立了一种含损伤结构的分析方法,通过对一些典型算例分析,在评价损伤对船舶与海洋结构物常用的加筋结构声辐射特性影响方面做出了一定的探索。 展开更多
关键词 加筋板结构 损伤 有限元 声辐射模态
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基于时域声辐射模态的结构噪声主动控制研究 被引量:4
7
作者 周晓楠 姜哲 吴苏萍 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期29-34,共6页
以简支矩形板为例,提出了利用时域声辐射模态进行声辐射研究,并从物理和数学意义上对时域声辐射模态进行了解释。研究表明时域声辐射模态既与时间无关,也互相独立,使得计算和控制声功率得以简化。针对瞬时声功率主要由第一阶辐射模态的... 以简支矩形板为例,提出了利用时域声辐射模态进行声辐射研究,并从物理和数学意义上对时域声辐射模态进行了解释。研究表明时域声辐射模态既与时间无关,也互相独立,使得计算和控制声功率得以简化。针对瞬时声功率主要由第一阶辐射模态的声功率所决定的特点,在时域里进行结构噪声的主动控制研究,通过抵消第一阶辐射模态的声功率使得总的声功率得以有效降低。在此基础上,建立基于最小二乘算法的自适应反馈控制系统,进行仿真计算,结果证明了主动控制策略是有效的。 展开更多
关键词 时域 声辐射模态 最小二乘算法 反馈控制
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通过PVDF传感器测量振动板结构的声辐射模态伴随系数 被引量:8
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作者 吴锦武 姜哲 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期59-61,共3页
基于声辐射模态理论进行ASAC控制系统中的一个重要内容就是获得声辐射模态伴随系数。以简支板为例,设计了一种新的PVDF(POLYVINYLIDENE FLUORIDE聚偏氟乙烯)压电传感器,用来测量板的前3阶声辐射模态伴随系数。由仿真计算结果表明,在中... 基于声辐射模态理论进行ASAC控制系统中的一个重要内容就是获得声辐射模态伴随系数。以简支板为例,设计了一种新的PVDF(POLYVINYLIDENE FLUORIDE聚偏氟乙烯)压电传感器,用来测量板的前3阶声辐射模态伴随系数。由仿真计算结果表明,在中低频率,测量第一阶声辐射模态伴随系数时,只需要在板布置两条PVDF传感器即可;测量第二、三阶声辐射模态伴随系数时,可在板上布置多条传感器能得到比较精确的结果。同时PVDF传感器测量的结果与理论相符,说明这种新型PVDF压电传感器的设计是可行的。 展开更多
关键词 PVDF压电传感器 声辐射模态 伴随系数
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通过压电式传感器阵列测量简支梁的声辐射模态 被引量:3
9
作者 毛崎波 蔡忆昔 李小华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1169-1172,共4页
采用一组PVDF(polyvinylidence fluioride)阵列测量了简支梁声辐射模态,在简支梁表面粘贴一组相同形状的矩形PVDF薄膜作为传感器,通过设计这组PVDF输出的加权系数,得到各阶声辐射模态的幅值。研究表明,PVDF的加权系数与辐射体表面上的... 采用一组PVDF(polyvinylidence fluioride)阵列测量了简支梁声辐射模态,在简支梁表面粘贴一组相同形状的矩形PVDF薄膜作为传感器,通过设计这组PVDF输出的加权系数,得到各阶声辐射模态的幅值。研究表明,PVDF的加权系数与辐射体表面上的外激励力无关;实验结果表明,这种声辐射模态传感器的设计是可行的。 展开更多
关键词 声辐射模态 压电式传感器 简支梁 结构有源控制
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利用声辐射模态进行声功率的灵敏度分析 被引量:3
10
作者 杜向华 朱海潮 毛荣富 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期183-185,213,共4页
采用声辐射模态进行结构辐射声功率计算,具有消除结构振动模态中复杂耦合项的优点,使得计算结构声辐射变得简单。结构声学灵敏度分析包括三类设计变量,以往绝大多数的研究只对其中一类或者两类设计变量进行了分析。采用声辐射模态的方法... 采用声辐射模态进行结构辐射声功率计算,具有消除结构振动模态中复杂耦合项的优点,使得计算结构声辐射变得简单。结构声学灵敏度分析包括三类设计变量,以往绝大多数的研究只对其中一类或者两类设计变量进行了分析。采用声辐射模态的方法,对全部三类设计变量进行声学灵敏度分析。对球源声辐射模型进行仿真,该方法计算结果接近理论解,由此证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 结构学灵敏度分析 声辐射模态 功率 设计变量
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自适应声学结构中基于声辐射模态的有源控制策略 被引量:5
11
作者 李双 陈克安 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期492-496,共5页
研究了结构振动模态和声辐射模态之间的对应关系,并利用该关系建立了一种新的自适应声学结构有源控制策略,即引入单个或多个次级结构抵消初级结构振动模态对应的主导声辐射模态,使得主导辐射模态的声功率最小,从而控制总辐射声功率。研... 研究了结构振动模态和声辐射模态之间的对应关系,并利用该关系建立了一种新的自适应声学结构有源控制策略,即引入单个或多个次级结构抵消初级结构振动模态对应的主导声辐射模态,使得主导辐射模态的声功率最小,从而控制总辐射声功率。研究结果表明:利用该控制策略,只需引入4个次级板同时抵消结构前4阶辐射模态的声功率,即可控制结构所有振动模态的声辐射,在宽频带范围内取得满意的控制效果。 展开更多
关键词 自适应学结构 有源控制 声辐射模态 结构振动模态
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基于声辐射模态模型求解声功率灵敏度 被引量:6
12
作者 袁国清 姜哲 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期109-112,共4页
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,... 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。 展开更多
关键词 灵敏度分析 声辐射模态 瑞利积分
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通过阵列传感器获取固定板声辐射模态伴随系数 被引量:2
13
作者 吴锦武 张加林 +1 位作者 姜哲 王云 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期104-106,110,共4页
以固定支撑板为例,提出一种阵列式压电式传感器的设计方法测量前三阶声辐射模态幅值。在振动板表面布置一组形状相同的矩形PVDF(Polyvinylidene fluoride聚偏氟乙烯)薄膜作为传感器,根据所需要的声辐射模态伴随系数,通过对PVDF传感器阵... 以固定支撑板为例,提出一种阵列式压电式传感器的设计方法测量前三阶声辐射模态幅值。在振动板表面布置一组形状相同的矩形PVDF(Polyvinylidene fluoride聚偏氟乙烯)薄膜作为传感器,根据所需要的声辐射模态伴随系数,通过对PVDF传感器阵列输出信号设计的加权系数,使PVDF传感器阵列输出信号为相应的声辐射模态伴随系数。结果表明这种PVDF传感器阵列设计与外激励力性质(如激励力类型、频率以及位置)无关,而且适用任意边界条件板结构。 展开更多
关键词 控制 压电传感器 声辐射模态
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基于时域声辐射模态的结构噪声主动控制研究 被引量:4
14
作者 姜哲 吴卫国 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 2004年第5期453-456,共4页
以平板为例,在时域里对声辐射模态进行了初步研究.研究表明时域声辐射模态既与时间无关,也互相独立,使得计算和控制声功率得以简化.针对瞬时声功率主要由第一阶辐射模态的声功率所决定的特点,在时域里进行结构噪声的主动控制研究,提出... 以平板为例,在时域里对声辐射模态进行了初步研究.研究表明时域声辐射模态既与时间无关,也互相独立,使得计算和控制声功率得以简化.针对瞬时声功率主要由第一阶辐射模态的声功率所决定的特点,在时域里进行结构噪声的主动控制研究,提出了新的主动控制策略,即通过抵消第一阶辐射模态的声功率使得总的声功率得以有效降低.在此基础上,建立基于FXLMS算法的自适应前馈控制系统,进行仿真计算,结果证明了主动控制策略是有效的. 展开更多
关键词 时域 声辐射模态 FXLMS算法 前馈控制
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结构噪声主动控制在时域声辐射模态下的仿真研究 被引量:5
15
作者 周晓楠 姜哲 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期149-154,共6页
以简支矩形板为例,提出了利用时域声辐射模态进行声辐射研究。研究表明时域声辐射模态既与时间无关,且互相独立,使得计算和控制声功率得以简化。针对瞬时声功率主要由第一阶辐射模态的声功率所决定的特点,在时域里进行结构噪声的主动控... 以简支矩形板为例,提出了利用时域声辐射模态进行声辐射研究。研究表明时域声辐射模态既与时间无关,且互相独立,使得计算和控制声功率得以简化。针对瞬时声功率主要由第一阶辐射模态的声功率所决定的特点,在时域里进行结构噪声的主动控制研究,通过抵消第一阶辐射模态的声功率使得总的声功率得以有效降低。在此基础上,建立了时域声辐射模态的状态空间方程,对该方程的性能进行了分析,并利用最优控制算法的自适应反馈控制系统进行仿真计算。最后讨论了不同情况下的计算精度,并对影响仿真结果的因素进行了分析。 展开更多
关键词 声辐射模态 最优控制 时域 反馈控制系统
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测量阵列布置对基于源强分布声辐射模态的平面噪声源识别的影响 被引量:4
16
作者 聂永发 朱海潮 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2014年第3期24-28,共5页
基于源强分布声辐射模态理论给出了结构噪声源识别公式,分析了识别结果对声场分布模态矩阵条件数的灵敏度,并以平板声源为例对影响声场分布模态矩阵条件数的因素进行了重点分析。分析结果表明:与源面平行,传声器间距与等效源间距相等且... 基于源强分布声辐射模态理论给出了结构噪声源识别公式,分析了识别结果对声场分布模态矩阵条件数的灵敏度,并以平板声源为例对影响声场分布模态矩阵条件数的因素进行了重点分析。分析结果表明:与源面平行,传声器间距与等效源间距相等且测量面靠近源面的方阵是最优布置测量阵列,而且这种布置方式可有效提高声场分布模态矩阵条件数。同时,音箱实验结果表明:利用优化后的测量阵列测量数据取得了良好的识别效果。 展开更多
关键词 源识别 源强分布 声辐射模态 场分布模态 阵列
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利用源强声辐射模态识别噪声源 被引量:4
17
作者 聂永发 朱海潮 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期539-546,共8页
为了解决噪声源识别中存在的识别精度不高、分辨率受限、对测量条件要求高等问题,提出了基于源强声辐射模态的噪声源识别方法。该方法首先计算结构的源强声辐射模态矩阵和声场分布模态矩阵,然后利用声场中测得的声压数据向量与结构声场... 为了解决噪声源识别中存在的识别精度不高、分辨率受限、对测量条件要求高等问题,提出了基于源强声辐射模态的噪声源识别方法。该方法首先计算结构的源强声辐射模态矩阵和声场分布模态矩阵,然后利用声场中测得的声压数据向量与结构声场分布模态矩阵的关系求出声辐射模态展开系数向量,最后通过声辐射模态矩阵和声辐射模态展开系数向量的积就可得到结构的源强分布,从而达到对噪声源识别的目的。该方法利用较少的测量点可以获得较高分辨率和识别精度。通过平板振动仿真和音箱实验验证了该方法对平面结构噪声源识别的有效性。 展开更多
关键词 源识别 源强 声辐射模态 场分布模态
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PVDF声辐射模态传感器设计中的关键问题研究 被引量:4
18
作者 李双 陈克安 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期295-300,共6页
利用分布式位移传感材料PVDF薄膜设计声辐射模态传感器,通过检测低阶辐射模态的幅度以获得结构近似的辐射声功率。基于声辐射模态理论和PVDF传感模型,推导了PVDF形状系数理论公式,对设计中的关键问题进行了研究,得出PVDF的形状系数和结... 利用分布式位移传感材料PVDF薄膜设计声辐射模态传感器,通过检测低阶辐射模态的幅度以获得结构近似的辐射声功率。基于声辐射模态理论和PVDF传感模型,推导了PVDF形状系数理论公式,对设计中的关键问题进行了研究,得出PVDF的形状系数和结构振动模态选取的通用准则,提出分频段设计法解决了形状系数和结构振动模态之间在选取上的矛盾,在此基础上对PVDF传感器进行了优化设计并给出了PVDF对的中心线取值的一般规律,利用声辐射模态的嵌套特性使得输出电荷的放大倍数与频率呈线性关系,并通过实例仿真验证了文中结论。 展开更多
关键词 PVDF传感器 声辐射模态 结构振动模态
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复杂结构体的声辐射模态远场计算方法 被引量:2
19
作者 鱼海涛 王英民 +1 位作者 王奇 苟艳妮 《噪声与振动控制》 CSCD 2014年第6期1-6,共6页
声辐射模态在主动结构声控制领域取得了满意的噪声控制效果,但缺乏有效简便的远场测量或计算方法已成为其进一步发展的瓶颈。基于远场封闭包络与结构表面辐射声功率相等,借助声传递矩阵的概念,将声辐射模态的求解转换到流体域进行求解,... 声辐射模态在主动结构声控制领域取得了满意的噪声控制效果,但缺乏有效简便的远场测量或计算方法已成为其进一步发展的瓶颈。基于远场封闭包络与结构表面辐射声功率相等,借助声传递矩阵的概念,将声辐射模态的求解转换到流体域进行求解,获得了一种通用的任意结构远场声辐射模态求解方法。为了验证方法的可行性,利用不同的场点包络形状、不同距离的场点以及不同的场点数目对其性能进行分析,主要包括结构辐射声功率、声辐射模态幅值、声辐射模态效率。利用获得的声辐射模态计算脉动球的辐射声功率,并与其理论解进行比较,计算结果显示不同的场点状态对辐射声功率的影响较小,所获取的声辐射模态和辐射效率具有较高的可信度。同时,本方法可为远场测量声辐射模态提供理论参考。 展开更多
关键词 声辐射模态 传递矩阵 边界元方法 辐射功率 辐射效率
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基于非协调边界元法的声辐射模态分析 被引量:2
20
作者 沈火明 张波 支伟 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2011年第6期104-108,共5页
利用非协调单元离散声学Helmholtz边界积分方程,采用极坐标变换法消除积分奇异性,通过CHIEF方法加Lagrange乘子法处理特征频率处解的不唯一性。在此基础上,应用非协调单元推导结构的声辐射功率和声辐射效率的表达式。以脉动球和辐射立... 利用非协调单元离散声学Helmholtz边界积分方程,采用极坐标变换法消除积分奇异性,通过CHIEF方法加Lagrange乘子法处理特征频率处解的不唯一性。在此基础上,应用非协调单元推导结构的声辐射功率和声辐射效率的表达式。以脉动球和辐射立方体为例,计算结构的声辐射功率、辐射效率、辐射模态、辐射模态效率等物理量,并与协调单元的计算结果做比较,取得较好的一致性。 展开更多
关键词 非协调单元 辐射功率 辐射效率 声辐射模态 协调单元
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