直接边界元法三维自由面兴波时域模拟 被引量：2

1

作者 冯大奎 叶恒奎 +1 位作者 张志国 王先洲 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期356-359,共4页

应用直接边界元法在时域中求解稳定航速运动的三维自由面兴波问题。基于格林定理,在所有边界面上划分网格,对边界积分方程进行数值离散,采用线性自由面边界条件,随时间步进更新自由面势。由于物体空间位置移动辐射条件不需要单独表述,... 应用直接边界元法在时域中求解稳定航速运动的三维自由面兴波问题。基于格林定理,在所有边界面上划分网格,对边界积分方程进行数值离散,采用线性自由面边界条件,随时间步进更新自由面势。由于物体空间位置移动辐射条件不需要单独表述,迭代过程中自由面计算域保持不变。以割划水面NACA0024为例,计算模拟了自由面兴波稳定波形;提出了求解矩阵方程组奇异性的处理方法和解决割划问题的动网格技术。本文计算结果和有限体积法及有关试验结果对比表明,该方法是可靠的。 展开更多

关键词 直接边界元法 时域 波形 奇异性 动网格

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利用直接边界元法求解兴波问题(英文) 被引量：8

2

作者 缪泉明 章梓雄 《船舶力学》 EI 2003年第6期27-36,共10页

本文描述了利用直接边界元法求解定常兴波问题的理论和数值方法,本方法利用线性化自由面条件,辐射条件基于Dawson的四点差分格式进行处理。本文给出了Wigley船的兴波阻力和波高的数值结果,并与Dawson方法和试验结果进行了比较,结果显示... 本文描述了利用直接边界元法求解定常兴波问题的理论和数值方法,本方法利用线性化自由面条件,辐射条件基于Dawson的四点差分格式进行处理。本文给出了Wigley船的兴波阻力和波高的数值结果,并与Dawson方法和试验结果进行了比较,结果显示本文的结果合理可靠。 展开更多

关键词 直接边界元法 船舶兴波 兴波阻力 四点差分格式 Dawson方法

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直接边界元法在无限深透水地基渗流中的应用 被引量：1

3

作者 陈亮亮 李建华 王建祥 《人民长江》 北大核心 2010年第1期35-37,共3页

为新疆无限深透水地基土石坝寻求理论上较精确的渗流计算方法,采用直接边界元法,提出了对于修建在无限深透水地基上具有水平铺盖防渗体的土石坝渗流计算模型。通过对新疆多浪水库库区第四系全新冲洪积物覆盖层的渗流计算,对比计算和实... 为新疆无限深透水地基土石坝寻求理论上较精确的渗流计算方法,采用直接边界元法,提出了对于修建在无限深透水地基上具有水平铺盖防渗体的土石坝渗流计算模型。通过对新疆多浪水库库区第四系全新冲洪积物覆盖层的渗流计算,对比计算和实测渗流自由面,验证了模型的可行性,可供设计人员参考。 展开更多

关键词 直接边界元法 无限深透水地基 渗流 土石坝 新疆

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直接边界元法在土石坝坝基渗流问题中的应用 被引量：1

4

作者 陈亮亮 马亮 刘锋 《人民黄河》 CAS 北大核心 2010年第6期126-127,共2页

直接边界元法只对研究域的边界进行剖分,数据信息量少,还可以降维,计算精度较高。采用直接边界元法,建立修建在无限深透水地基上具有水平铺盖防渗体的土石坝渗流计算模型,将该模型应用于多浪水库工程,经过迭代计算由模型算得的浸润线与... 直接边界元法只对研究域的边界进行剖分,数据信息量少,还可以降维,计算精度较高。采用直接边界元法,建立修建在无限深透水地基上具有水平铺盖防渗体的土石坝渗流计算模型,将该模型应用于多浪水库工程,经过迭代计算由模型算得的浸润线与实测浸润线基本吻合。 展开更多

关键词 直接边界元法 土石坝 渗流 无限深透水地基

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直接边界元法解势流速度场问题 被引量：3

5

作者 李井煜 卢晓平 赵鹏伟 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2015年第1期68-75,共8页

在船舶水动力学中,大多采用以Hess-Smith方法为基础的间接边界元法求解势流绕流问题,但Hess-Smith方法本质上是基于物理直观提出,在理论和数值计算上都存在着缺点。直接边界元法虽然在船舶水动力领域有着非常广阔的应用前景,但至今应用... 在船舶水动力学中,大多采用以Hess-Smith方法为基础的间接边界元法求解势流绕流问题,但Hess-Smith方法本质上是基于物理直观提出,在理论和数值计算上都存在着缺点。直接边界元法虽然在船舶水动力领域有着非常广阔的应用前景,但至今应用较少。为推广直接边界元法在船舶水动力学中的应用,根据边界积分法建立积分方程,采用直接边界元法对无界势流绕流问题予以求解,得出流场速度势和物面上的速度分布,并通过与解析解的比较进行误差分析。对二维、三维问题的算例进行数值计算。数值计算过程用Matlab编程实现。结果表明:直接边界元法在求解船舶势流绕流问题中具有足够的精度和较高的效率,且数值计算实现过程更简洁,可发展成为求解船舶兴波等船舶水动力学问题的通用方法。 展开更多

关键词 直接边界元法 势流理论 数值积分 船舶水动力学

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无限区域二维势流直接边界元法精度分析 被引量：1

6

作者 韩玉超 卢晓平 王中 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2015年第4期39-45,54,共8页

边界元法作为一种重要的数值方法已在许多领域得到广泛应用,但在船舶水动力势流理论数值计算方面,有关直接边界元法的研究并不充分,尤其是在船舶兴波阻力势流理论求解方面,以往的"面元法"通常是基于Hess-Smith法的间接法,这... 边界元法作为一种重要的数值方法已在许多领域得到广泛应用,但在船舶水动力势流理论数值计算方面,有关直接边界元法的研究并不充分,尤其是在船舶兴波阻力势流理论求解方面,以往的"面元法"通常是基于Hess-Smith法的间接法,这类方法在理论和数值计算上都存在着缺陷。针对船舶水动力势流理论计算,采用直接边界元法,对二维势流无界绕流算例进行系统的数值计算,并根据二维势流问题的计算结果详细探讨边界单元离散形式和单元上的数值积分方法对计算精度的影响,各项数值计算均以Matlab软件编程实现。结果表明,采用常数单元和龙贝格积分法能够得到较准确的结果,且计算速度较快。 展开更多

关键词 直接边界元法 势流理论 边界离散 数值积分

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直接边界元法计算J积分及应力强度因子

7

作者 王志超 张理苏 柴兴芝 《计算结构力学及其应用》 CSCD 1990年第1期100-106,共7页

本文对边界元方法(BEM)中面力不连续性,集中力的处理等提出了改进方法,提高了计算效率和计算精度,在此基础上利用边界元直接法计算了二维弹性断裂问题的J积分和应力强度因子,计算结果表明,用BEM通过J积分计算应力强度因子比用有限元方... 本文对边界元方法(BEM)中面力不连续性,集中力的处理等提出了改进方法,提高了计算效率和计算精度,在此基础上利用边界元直接法计算了二维弹性断裂问题的J积分和应力强度因子,计算结果表明,用BEM通过J积分计算应力强度因子比用有限元方法省时、高效,应用潜力很大。 展开更多

关键词 J积分 应力强度因子 直接 边界元法

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任意块状结构土壤中接地的边界元法分析 被引量：29

8

作者 张曾 文习山 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期170-174,共5页

为计算分析任意块状结构土壤中的接地问题,根据边界元法基本原理,给出了一种通用算法,详细介绍了该算法的原理和计算公式。该算法以边界面元的电位和导体元的电位梯度为未知数,列写并解线性方程组,进而得到各接地参数。运用Matlab编程... 为计算分析任意块状结构土壤中的接地问题,根据边界元法基本原理,给出了一种通用算法,详细介绍了该算法的原理和计算公式。该算法以边界面元的电位和导体元的电位梯度为未知数,列写并解线性方程组,进而得到各接地参数。运用Matlab编程计算简单块状结构土壤接地模型,与CDEGS软件计算结果的比较表明了该方法的正确性。针对实际中经常出现的高台模型,给出了通用算法的计算结果,并对高台模型增加垂直接地极以减小接地电阻进行了计算分析。算例计算结果表明,该算法计算速度较快,可用于任意块状结构土壤中任意接地模型的计算分析。 展开更多

关键词 任意块状结构土壤 接地电阻 边界元法 高台 垂直接地极

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基于自适应交叉近似边界元法的快速声学灵敏度分析 被引量：5

9

作者 郑昌军 陈磊磊 陈海波 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期413-418,424,共7页

基于自适应交叉近似边界元法构造一组快速声学灵敏度分析方法,其中,声学灵敏度分析分别采用直接微分法和伴随变量法;而自适应交叉近似算法被用以克服常规边界元法的高计算量和高存储量的固有缺点。自适应交叉近似算法在迭代求解之前对... 基于自适应交叉近似边界元法构造一组快速声学灵敏度分析方法,其中,声学灵敏度分析分别采用直接微分法和伴随变量法;而自适应交叉近似算法被用以克服常规边界元法的高计算量和高存储量的固有缺点。自适应交叉近似算法在迭代求解之前对边界元系数矩阵进行压缩存储,可以在降低存储量的同时提高求解效率。在声学灵敏度分析中,通过直接使用求解未知边界状态值时保存的压缩系数矩阵,可以进一步提高求解效率。数值算例验证了所构造的方法的计算精度和求解效率,以及在大规模声场问题的最优化分析中的应用潜力。 展开更多

关键词 边界元法 自适应交叉近似 声学灵敏度 直接微分法 伴随变量法

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二维Laplace方程Dirichlet问题直接边界积分方程的Galerkin解法 被引量：2

10

作者 董海云 祝家麟 张守贵 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期122-125,共4页

用Green公式和基本解推导得出的直接边界积分方程来求解二维Laplace方程的D irichlet问题.对直接边界积分方程大都采用配点法求解,还未见有实际用Galerkin边界元来解的报道.对La-place方程的直接边界积分方程进行变分后,利用Galerkin方... 用Green公式和基本解推导得出的直接边界积分方程来求解二维Laplace方程的D irichlet问题.对直接边界积分方程大都采用配点法求解,还未见有实际用Galerkin边界元来解的报道.对La-place方程的直接边界积分方程进行变分后,利用Galerkin方法,同时采用线性单元变分对方程进行了求解.该方法需要在边界上计算重积分,推出了第一重积分的解析计算公式,对无奇异性的外层积分则采用高斯数值积分.数值实验表明该方法是可行有效的. 展开更多

关键词 LAPLACE方程 直接边界积分方程 Galerkin边界元法 线性元

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层次式直接边界元计算VLSI三维互连电容 被引量：2

11

作者 古江春 王泽毅 洪先龙 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第8期635-640,共6页

文中将 Appel处理多体问题的层次式算法思想实现于直接边界元法 ,用以计算 VL SI三维互连寄生电容 .直接边界积分方程同时含有边界上的电势与法向电场强度 ,能比间接边界元法更方便地处理多介质及有限介质结构 .直接边界元法的层次式计... 文中将 Appel处理多体问题的层次式算法思想实现于直接边界元法 ,用以计算 VL SI三维互连寄生电容 .直接边界积分方程同时含有边界上的电势与法向电场强度 ,能比间接边界元法更方便地处理多介质及有限介质结构 .直接边界元法的层次式计算涉及对三种边界 (强加边界、自然边界与介质交界面 )及两种积分核 (1/r与 1/r3)的处理 ,显著区别于基于间接边界元法、仅处理强加边界与一种积分核的层次式算法 .文中以边界元的层次划分为基础 ,实现系数矩阵的层次式形成与存储 ,并在 GMRES迭代中实现层次式矩阵——向量乘法 ,显著提高了计算速度 . 展开更多

关键词 VLSI 寄生电容 直接边界元法 层次式计算

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轧机圆锥滚子轴承载荷的边界元法解析及实验研究 被引量：3

12

作者 杨霞 肖宏 赵春光 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2013年第5期693-698,共6页

针对滚动轴承接触的特点,在轴承边界元法中采用赫兹接触理论对滚动体与轴承内、外圈的接触宽度进行修正。编制了三维有摩擦弹性接触的专用轴承边界元法计算程序,对轧机圆锥滚子轴承的载荷分布进行了数值模拟。采用轴承座直接测量法对轧... 针对滚动轴承接触的特点,在轴承边界元法中采用赫兹接触理论对滚动体与轴承内、外圈的接触宽度进行修正。编制了三维有摩擦弹性接触的专用轴承边界元法计算程序,对轧机圆锥滚子轴承的载荷分布进行了数值模拟。采用轴承座直接测量法对轧机圆锥滚子轴承的径向和轴向载荷进行测试,并与数值模拟的结果进行了对比,实验测试结果与数值模拟的轴承载荷的分布规律基本一致,证明了边界元方法求解轴承载荷分布的正确性和有效性。 展开更多

关键词 轴承边界元法 赫兹接触理论 轧机圆锥滚子轴承 轴承座直接测量法

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基于等几何边界元法的声学敏感度分析 被引量：1

13

作者 刘程 赵文畅 +1 位作者 陈磊磊 陈海波 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期603-610,共8页

基于非均匀有理B样条(NURBS)曲面建模技术,边界物理量同样用NURBS基函数插值,推导出三维声场等几何边界积分方程。进一步以控制点为设计变量,用直接微分法推导出等几何敏感度边界积分方程,给出声场声压对形状参量的敏感度。针对边界积... 基于非均匀有理B样条(NURBS)曲面建模技术,边界物理量同样用NURBS基函数插值,推导出三维声场等几何边界积分方程。进一步以控制点为设计变量,用直接微分法推导出等几何敏感度边界积分方程,给出声场声压对形状参量的敏感度。针对边界积分方程中的超奇异积分,使用奇异相消技术并结合Cauchy主值积分和Hadamard有限部分积分处理,给出了超奇异积分的NURBS插值半解析表达式。数值算例验证了本文算法求解声学结构形状敏感度的有效性,为声学结构的整体形状优化打下基础。 展开更多

关键词 等几何分析 NURBS 边界元法 敏感度分析 直接微分法

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利用直接边界元/有限元耦合法分析具有夹层流体的水下航行器的振动特性 被引量：2

14

作者 章艺 张丹才 +1 位作者 童宗鹏 华宏星 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第z2期953-957,共5页

利用直接边界元法/有限元耦合法分析具有夹层流体的水下航行器的振动特性:(1)利用有限元方法得到模型在空气中的"干"模态参数;(2)根据上一步的结果,利用直接边界元/有限元的耦合方法得到模型浸没在流体中的"湿"模... 利用直接边界元法/有限元耦合法分析具有夹层流体的水下航行器的振动特性:(1)利用有限元方法得到模型在空气中的"干"模态参数;(2)根据上一步的结果,利用直接边界元/有限元的耦合方法得到模型浸没在流体中的"湿"模态参数.利用该方法计算了带有舵翼结构的水下航行器尾部结构模型的动态特性.并且对不同的计算方法进行了比较,结果表明本方法可以大大减少数值计算的工作量,提高计算精度. 展开更多

关键词 振动 直接边界元法和有限元耦合法 声辐射

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考虑受电弓系统的高速列车气动噪声分析 被引量：5

15

作者 罗乐 郑旭 +1 位作者 吕义 郝志勇 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2179-2185,共7页

对CRH3型高速列车在350km/h运行速度下的气动噪声进行数值模拟.分别搭建受电弓和车厢风洞模型,并采用大涡模拟（LES）计算外部瞬态流场.脉动压力具有偶极子声源特性,可以通过直接边界元法（DBEM）转化为气动噪声.对比分析受电弓的远场... 对CRH3型高速列车在350km/h运行速度下的气动噪声进行数值模拟.分别搭建受电弓和车厢风洞模型,并采用大涡模拟（LES）计算外部瞬态流场.脉动压力具有偶极子声源特性,可以通过直接边界元法（DBEM）转化为气动噪声.对比分析受电弓的远场气动噪声和车厢的近场气动噪声的频谱特性和分布规律.结果表明：受电弓气动激励集中分布在车厢后端,而车厢气动激励主要作用于不平整的结构表面;前者是一种宽频噪声,在2 000 Hz内均呈下降趋势;后者的频谱在300Hz以内急剧下降,300~1 500Hz频段内平缓波动,在1 500Hz以上呈先下降后上升的趋势;距离受电弓区域越远,受电弓气动噪声占总气动噪声的比重越低.气动噪声结果可用于高速列车的车内噪声预测. 展开更多

关键词 高速列车 受电弓 气动噪声 大涡模拟(LES) 直接边界元法(dbem)

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螺旋桨激励水下壳体振动噪声数值研究 被引量：6

16

作者 徐野 熊鹰 黄政 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期86-91,122,共7页

为真实模拟壳体噪声的激励源特性,建立螺旋桨-轴系-壳体耦合系统有限元模型,以CFD计算得到的螺旋桨非定常载荷作为激励源,采用模态叠加法计算耦合系统强迫振动响应;分别以桨叶表面偶极子声源和耦合系统表面振速作为边界条件,采用声学直... 为真实模拟壳体噪声的激励源特性,建立螺旋桨-轴系-壳体耦合系统有限元模型,以CFD计算得到的螺旋桨非定常载荷作为激励源,采用模态叠加法计算耦合系统强迫振动响应;分别以桨叶表面偶极子声源和耦合系统表面振速作为边界条件,采用声学直接边界元法计算螺旋桨直接辐射噪声和耦合系统振动噪声。数值计算结果表明:两种噪声的声压级都随螺旋桨转速的增加而增大,其中振动噪声增幅较小;耦合系统振动噪声声压级随轴承刚度的增加而增大;两种噪声的声压级在量级上较为接近,在频谱及声压分布上具有各自的特征,在预报耦合系统水下辐射噪声时应综合考虑两种噪声的影响。 展开更多

关键词 螺旋桨 耦合系统 有限元 模态叠加法 直接边界元法 直接辐射噪声 振动噪声

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工艺参数变动下的三维互连电容快速模式建库方法 被引量：4

17

作者 张雷 王习仁 +1 位作者 喻文健 王泽毅 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期1837-1843,共7页

针对工艺不稳定性所带来的三维互连电容模式提取耗时激增的问题,提出一种增量式快速模式建库方法·该方法基于直接边界元计算,在2个紧邻工艺变动组合计算中,仅对前一组合计算所得的系数矩阵与右端项作局部修改,并取经预测修正的结... 针对工艺不稳定性所带来的三维互连电容模式提取耗时激增的问题,提出一种增量式快速模式建库方法·该方法基于直接边界元计算,在2个紧邻工艺变动组合计算中,仅对前一组合计算所得的系数矩阵与右端项作局部修改,并取经预测修正的结果作为初值迭代提取后一工艺变动组合的电容,有着很高的精度和较高的加速比· 展开更多

关键词 VLSI 三维电容提取 工艺参数变动 直接边界元法 模式 建库

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齿轮泵声辐射性能仿真分析与结构优化 被引量：1

18

作者 朱江森 陈剑 郭艳茹 《噪声与振动控制》 CSCD 2012年第5期42-45,75,共5页

在软件Hypermesh中建立齿轮泵结构有限元模型,提取其结构模态;在软件LMS.Virtual.Lab中,结合齿轮泵的模态,得出泵体模态的频率响应和节点加速度;在声学边界元模块中,利用直接边界元法计算标准场点处的声学响应;分析得出泵的声辐射性能... 在软件Hypermesh中建立齿轮泵结构有限元模型,提取其结构模态;在软件LMS.Virtual.Lab中,结合齿轮泵的模态,得出泵体模态的频率响应和节点加速度;在声学边界元模块中,利用直接边界元法计算标准场点处的声学响应;分析得出泵的声辐射性能与其模态振型相关,提出结构改进方案,以改善模态振型,从而降低泵的辐射噪声。 展开更多

关键词 声学 齿轮泵 直接边界元法 仿真分析

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场路耦合的直流牵引供电系统杂散电流扩散模型 被引量：1

19

作者 刘炜 潘哲 +3 位作者 周林杰 唐宇宁 李松原 李群湛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期4594-4603,共10页

场路分离的杂散电流计算中,电阻网络模型的钢轨对地过渡电阻参数受地电位分布计算中的道床和土壤电阻率的影响,难以准确反映杂散电流扩散分布。提出了场路耦合的仿真模型,通过对直流地铁回流系统中的空间及导体结构进行区域等效,以直接... 场路分离的杂散电流计算中,电阻网络模型的钢轨对地过渡电阻参数受地电位分布计算中的道床和土壤电阻率的影响,难以准确反映杂散电流扩散分布。提出了场路耦合的仿真模型,通过对直流地铁回流系统中的空间及导体结构进行区域等效,以直接边界元法建立杂散电流扩散场模型,获得表征杂散电流扩散分布的散流系数矩阵与散流互阻矩阵并进行存储;将直流牵引供电系统等效为多时变电源集中电路,利用散流互阻矩阵对牵引供电系统等效电路进行修正,建立以列车运行图为驱动的杂散电流动态仿真模型。仿真结果与CDEGS软件对比,钢轨电位误差在2.04%以内,隧道面上电位误差在1.09%以内,仿真计算速度提升了83.32%。案例分析表明,大部分杂散电流从牵引所间距较大的区间泄漏;该线路钢轨对地过渡电阻大于3.76Ω·km时,其变化对钢轨电位峰值影响较小;当过渡电阻值大于6.94Ω·km时,钢轨泄漏电流密度小于2.5 mA/m。 展开更多

关键词 直流地铁 场路耦合 杂散电流 直接边界元法 钢轨电位

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基于数值计算的推进电机水下辐射噪声分析 被引量：3

20

作者 谢志强 《声学技术》 CSCD 2014年第S01期116-119,共4页

含推进电机在内的推进系统是特种船舶水下辐射噪声的主要噪声源,国内对其研究较少,本文采用有限元(FEM)和边界元(BEM)联合求解的数值计算方法对推进电机水下辐射噪声进行研究。以某科考船船机舱段和流体域的流固耦合模型为研究对象,将... 含推进电机在内的推进系统是特种船舶水下辐射噪声的主要噪声源,国内对其研究较少,本文采用有限元(FEM)和边界元(BEM)联合求解的数值计算方法对推进电机水下辐射噪声进行研究。以某科考船船机舱段和流体域的流固耦合模型为研究对象,将某电机台架实验机脚振动加速度级作为激励载荷输入,利用有限元软件计算出舱段结构湿表面结构振动位移响应,导入边界元软件进行利用直接边界元方法计算,得到了两种安装状态下推进电机的水下辐射噪声。 展开更多

关键词 推进电机 水下辐射噪声 有限元法 直接边界元法

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