声振耦合

摘要： 考虑剪切变形和转动惯量,建立计及静水压力作用的厚球壳声振耦合模型,针对机械点力激励,计算分析厚壁几何特征和静水压力载荷对大潜深耐压球壳声振耦合特性的影响。结果表明:厚壁球壳耦合振动响应远小于薄壁球壳,但两者水下声辐射的差距大幅缩小;厚壁特征和静压载荷形成的附加刚度和附加质量效应降低了球壳耦合共振频率,进而改变了峰值点阻抗特性和水下声辐射幅值特征,在低频段,静压载荷对声辐射峰值的影响更大,而在中高频段,厚壁特征的影响更加突出;对于厚径比h/a>0.05的大壁厚球壳,在无量纲频率Ω>1时,应采用厚壳理论模型开展振动声辐射计算;在极限压力条件下,还应考虑静压载荷对球壳水下声辐射的影响,尤其是对低频峰值特征的影响。

摘要： 由于色散误差和单元离散的影响,传统有限元法在分析弹性空腔中高频声振特性时计算效率和计算精度较差。采用边光滑有限元法建立空腔的声场模型,并利用GHM(Golla-Hughes-McTavish)模型模拟黏弹性材料,考虑弹性空腔、约束层阻尼结构(constrained layer damping,CLD)以及腔内声场之间的多场耦合,建立了二维CLD弹性空腔的数值模型,分析了复合空腔的声振耦合特性。数值算例表明,在低频范围内本文所建立的混合有限元模型的计算精度与传统有限元模型相当,中高频率范围内本文模型的计算精度和稳定性优于传统有限元法。

摘要： 基于模态叠加法和声振耦合理论建立了加筋板结构与矩形声场间的耦合模型,推导了反映加筋板结构与矩形声场模态间耦合强度的传递因子公式,研究了加筋板结构与矩形声场模态间耦合特性,以及点力到筋的距离对耦合系统响应的影响。结果表明:加筋后板结构与矩形声场模态间耦合选择性除了在与筋平行的轴向不会改变外,在其他轴向的耦合选择性则会改变;加筋会改变模态间耦合强度,但由于加筋导致耦合选择性改变而新增加的耦合强度较小;此外,由于加筋导致的板振动能量和矩形声场声势能的衰减程度与点力到筋间的距离密切相关,当点力直接作用在筋上或者点力到筋的距离小于板的1/4弯曲波长时,振动能量和声势能在较广的频段都能出现衰减现象,反之则不会出现衰减现象。

摘要： 某船用柴油发电机组在试验过程中,出现振动异常超标情况,通过对振动测点进行摸底、分析,确定为柴油发电机组进气噪声过大,引起声振耦合,从而影响振动传感器测试结果。通过对柴油发电机进气整改,重新测定振动数据,结果表明:解决柴油发电机组声振耦合问题后,振动测试结果正常,满足测试要求。

摘要： 为降低某型号内燃机车驾驶室噪声,对驾驶室结构上的阻尼材料进行布局优化设计。建立驾驶室声学数值模型,采用基于模态的声-振耦合法计算驾驶室声学响应,提取驾驶员耳旁声压级找出噪声声压峰值处所对应的振动频率;对驾驶室进行板块贡献量分析,找到对噪声声压峰值处噪声贡献较大的壁板;为了降低39 Hz、73 Hz、110 Hz频率处噪声,建立拓扑优化数值模型求解自由阻尼的优化布局,构建优化后的数值模型计算5 Hz~120 Hz驾驶室声学响应,结果表明自由阻尼材料的优化布局能够降低驾驶室内噪声。

摘要： [目的]旨在探究舵翼组合结构对流激噪声的影响。[方法]在考虑流体与固体相互作用的前提下,采用双向流固耦合理论计算转舵过程中的流场及声场,研究舵叶材料、舵杆位置变化引起声振的规律。[结果]结果表明:在铝合金、钛合金和结构钢这3种材料中,结构钢舵引起的脉动压力波动最小,其一阶峰值点最后出现;随着舵杆位置的后移,一阶峰值频率和幅值均增大,而二阶频率随着舵杆位置的后移减小,且舵杆位置前移会使100 Hz频率范围内的总声压级降低。[结论]研究表明,结构钢舵的声振特性最好,在一定范围内舵杆位置前移可以改善舵翼组合结构的声振特性。获得的结果对潜艇舵结构的声学设计具有一定的指导意义,在一定程度上可提高潜艇声隐身性能。

摘要： 电动螺旋桨飞机运行中机舱内噪声,严重影响驾驶员和乘客乘坐的舒适性,因而对其舱内噪声特性研究十分必要。以某型电动螺旋桨飞机为研究对象,对其运用大涡模拟计算螺旋桨旋转产生的气动噪声并将其作为舱内噪声的边界条件,采用有限元法(finite element method,FEM)、边界元法(boundary element method,BEM)耦合理论得到封闭声腔下舱内声振耦合声场分布,通过试验场点与数值场点来对比验证。研究表明,随着螺旋桨转速升高,在飞机的头部和尾部处声压级较高,舱内场点总声压级试验结果与数值计算结果非常吻合,在飞机巡航时人耳处总声压级最大误差为3.6%。以人耳处A计权为目标值,通过响应面法优化飞机舱内噪声,建立了人耳处总声压级(计权A)与各个试验因素(材料、厚度、特征角)之间二次方模型,结果显示人耳处总声压级(计权A)降低了12 dB。证明了计算电动螺旋桨飞机舱内噪声方法的准确性,为舱内噪声优化提供了一种简单有效的方法。

摘要： 运载火箭发射过程中的恶劣噪声环境会导致整流罩内部电子设备失效.开展整流罩的内声场环境预测以及隔声分析,对其降噪研究和优化设计具有重要意义.复合材料整流罩舱壁大量使用蜂窝夹芯板,基于蜂窝夹芯结构精细化模型开展整流罩内声场环境预示计算量大,无法适用.本文建立了复合材料蜂窝夹芯板的力/声学等效模型,并利用精细化模型验证等效模型的精度;进一步基于有限元-边界元方法对某整流罩结构进行低频声振分析;同时,对整流罩的隔声量进行了评价.结果表明:整流罩内声场在频率为160 Hz附近声学环境较为恶劣,整流罩的降噪研究应针对该频段进行.

摘要： 为了精确快速地获取考虑声振耦合作用结构的声辐射特性参数,根据波叠加原理和有限单元法提出了一种水中结构的声辐射特性的高效计算方法.首先,利用波叠加原理和单元体积速度匹配原则,将结构运动方程中的声压项表示为形函数与等效源函数的乘积,再根据耦合界面连续性条件,建立了等效源强与结构位移的关系表达式,从而计算等效源强度,确定声压振速等声学参数;然后,以置于水中的矩形板为案例,在未知振速情况下计算声功率,并与解析方法计算结果进行对比,说明等效源法的有效性,讨论了对等效源数目的敏感性.结果表明:该方法计算精度较高,在研究低频声辐射特性方面具有较大优势;与有限元法相比,该方法只需要离散结构表面单元,不需要离散流体域,减少了计算量;与边界元法相比,该方法不需要处理声场的奇异性问题,提高了计算效率.

摘要： 基于弹性梁的弯曲理论和黏弹层线粘弹性理论及黏弹层的耗散性能,将敷设黏弹层和约束层的二维复合弹性空腔的结构域等效成被动约束阻尼梁结构,并考虑结构域与声腔域的声振耦合作用,建立了二维复合弹性空腔的边光滑有限元耦合动力学控制方程.以二维全敷设复合矩形空腔模型为数值算例,通过与标准有限元法的比较,证明了边光滑有限元法具有更高的精确性和收敛性.最后,把边光滑有限元法应用于敷设有CLD结构某汽车耦合模型,得到了黏弹层和约束层厚度参数跟耦合系统减振性能的正相关结论.

摘要： 结构的声振耦合问题普遍存在于航海、航天等工程领域,快速边界元-有限元耦合方法是求解此类问题的有效手段.分析结构的声振耦合问题,往往需要对其进行扫频计算,完全法扫频的计算量太大,而由于快速BEM矩阵的引入,已有的快速扫频方法并不能很好地适用此类问题.本文基于以上事实,采用作者所在研究组提出的响应采样法,构造一种新型的投影空间,通过该空间对基于快速边界元-有限元的声振耦合系统进行模型降阶,发展一种适用于大规模声振耦合问题的快速扫频方法.最后通过两个典型算例验证了本文方法的正确性和性能,发现与完全法相比,快速扫频方法的计算量不足其十分之一,精度也能够稳定在1.0×10-5附近.

摘要： 本文用VA One商业软件对某整流罩模型进行统计能量分析,获得模型中各个子系统声振耦合的结构响应,实现了从低频到高频全频域飞行器动力学环境预示分析.该过程表明SEA方法和软件结合可有效提升飞行器初期设计效率.

摘要： 针对高超声速、结构轻质化带来的飞行器复杂结构系统声振耦合动力学环境难以精准预示问题,从影响飞行器性能设计的低中频声振耦合动力学特性入手,采用有限元-边界元(FEM-BEM)耦合方法,以飞行器典型结构截锥壳为研究对象,分析了壳体在噪声作用下的声振耦合响应.本文侧重用FEM—BEM方法是求解飞行器声振耦合问题,计算结果表明了该方法的可行性,为后续动力学环境预示打下基础.

摘要： 在空间站长期飞行中,持续、过度的噪声环境会危害航天员的身心健康,并影响工作效率.空间站设备功率大、噪声源数目多、噪声指标严苛,给噪声控制和设计带来很大的挑战.为确保舱段噪声指标满足要求,基于声学有限元方法,根据已掌握的噪声源频谱特性、舱段构型布局、设备安装方式等建立整舱复杂声振耦合精细化噪声仿真模型.对环控、热控及推进分系统等多种噪声源单独工作或同时工作时密封舱内的噪声进行仿真,得到舱内低频噪声水平特性分布.结果表明:声振耦合下舱内的总体噪声水平远高于不考虑声振耦合的情况,并导致三个航天员睡眠区头部的声压级分布差异较大.此外,睡眠区粘贴吸声材料后,对高频段的吸声降噪效果明显,对中频段有一定的降噪效果,但对低频段几乎不起作用.

摘要： 本文介绍了考虑发动机激励的内燃机车司机室声振耦合噪声仿真的方法.将车架和司机室简化成壳单元、梁单元,计算其结构模态特性,并将激励加载在发动机实际悬置点的连接位置,得到结构的响应特性.利用计算得到的结构振动响应作为声学计算的边界条件,计算司机室内部的声场分布特性.在Virtual.Lab中，将司机室结构内表面的振动映射为声场网格的振动，并以此为边界条件计算内部声场。通过声场计算，可以得到司机室内部任意点的声场分布吗，声场在160Hz和280Hz左右有波峰，A计权后的波峰最大值在75dBA左右。

摘要： 针对某型流量调节器及泵压式供应系统,建立了描述流量调节器与供应系统声振耦合的动力学特性频域分析模型,研究系统在出口压力扰动下的频率响应特性以及系统的固有稳定性.结果表明:调节器在系统中的位置对系统高频范围内的频率特性影响很大;当供应系统总压降保持一定,增大出口局部流阻的压降可以降低系统的谐振峰;在出口局部阻力较小,管路长度比例合适时,系统会出现自发的不稳定,并且出口局部阻力越低,系统的总管路长度越长,则系统稳定性越差.并进一步揭示了系统在合适管路长度比例下产生不稳定的机理.

摘要： 通过CFD 结合声振耦合求解方法针对一离心泵所产生的流动诱导噪声在泵壳外部的辐射情况进行了数值预测。蜗壳内壁面上的非定常压力脉动监测值显示出了蜗舌附近区域的脉动幅值较大，而在远离蜗舌位置处的脉动相对变化较小，在叶片扫掠频率及其谐频下的压力脉动要明显高于其它频率。通过声振耦合计算之后得到的泵壳外部声场辐射结果来看，当 S1=4时，由于该处所对应的压力脉动频率与泵壳结构的第四阶固有频率接近，可能会在声场与结构之间发生小幅共振，进而使得外场辐射噪声较大，也说明了泵壳结构的振动模态对声场计算结果影响十分显著。通过外场监测点上叠加后的总声压级结果显示，各点基本上在60dB 上下波动，外场噪声辐射是泵内流体的压力脉动与壳体结构模态综合作用的结果。

摘要： 本文主要在Virtual Lab中通过声振耦合的方法仿真计算了喇叭单体的以及喇叭背面添加1cc 体积后音箱情况下喇叭的频响曲线，然后将喇叭频响的测试结果与仿真结果对比，分析结果表明，仿真结果与测试结果很接近，差别在3dB 以内。

摘要： 伴随飞机、火箭等飞行器的运载能力和飞行速度的大幅度提升,声振耦合特性分析越来越重要。研究声振耦合作用首先要研究飞行器周围声场的分布情况，因此，本文在对气动噪声理论的发展做简单阐述的基础上，介绍了振动声学软件 SYSNOISE(5.6 版)。利用SYSNOISE 建立了一个模拟飞行器的圆柱壳三维边界元分析模型，并对圆柱壳的内外部噪声进行了模拟，为声振耦合研究的开展提供了一定的帮助。

摘要： 介绍了某钢厂煤压机房外管道噪声现状，应用比利时LMS 测试系统对煤气管道噪声进行了声振耦合实验分析，应用隔声减振等噪声控制技术，提出降噪方案，降低管道噪声。

摘要： 本发明涉及一种用于将声转换器（2）声耦合到物体（4）上的耦合元件，用于将高频的物体声音从声转换器（2）传递到物体（4）上和/或从物体（4）传递到声转换器（2）上，其中，耦合元件（1）具有可变形的接触区域，用于形锁合地接触导通物体（4）。

摘要： 本发明公开了一种基于MEMS谐振器耦合振子的声子频率梳生成方法，通过增加两个梁的耦合电压使得两个静电耦合的梁发生耦合，当低频谐振梁振幅为6.5～7mV时，将出现内共振现象，此时以内共振频率频率的三倍定频激励高频谐振梁，而在以内共振频率为中心1～40Hz的范围内定频激励低频谐振梁，低频谐振梁的频率响应将呈现等间距的谱线，本发明摆脱了产生声子频率梳时MEMS谐振器中需存在多个强耦合模态的限制，降低了产生频率梳的条件。同时，梳状区域的带宽由激励强度和耦合强度调节。通过改变低频谐振梁或高频谐振梁的激励频率梳，实现任意间距的声子频率梳，具有很强的灵活性。其次，声子频率梳声学频率梳的多频特性具有大幅度提升声学测距、成像以及无线通讯器件性能的潜力。

摘要： 本发明涉及一种用于将声转换器（2）声耦合到物体（4）上的耦合元件，用于将高频的物体声音从声转换器（2）传递到物体（4）上和/或从物体（4）传递到声转换器（2）上，其中，耦合元件（1）具有可变形的接触区域，用于形锁合地接触导通物体（4）。

摘要： 本发明涉及气流压电发电技术领域，具体而言，涉及一种增强型气流致声激振装置及增强型气流致声激振方法，包括：壳体和设于壳体内的环音振动机构和压电换能机构。环音振动机构，包括设于壳体一端开口部的微孔增流组件、位于壳体内腔中的环形谐振腔，以及位于微孔增流组件与环形谐振腔之间的且与环形谐振腔同轴设置的中心柱；微孔增流组件包括一环形堵塞和位于该环形堵塞外周的环形喷气道；环形喷气道与环形谐振腔贯通相连；环形谐振腔与微孔增流组件相对的端部具有环形尖劈，当气流通过环形喷气道后冲压环形尖劈处，环形尖劈产生音频扰动使环形谐振腔内部的空气进入谐振状态；以及压电换能机构，收容于壳体的另一端开口部配置的盖板内侧壁。

摘要： 本发明涉及一种无振膜干涉型光纤声传感器探头，包括壳体具有中空结构，盖片设置于壳体的上方；反光片，设置于盖片的下表面，反光片沿壳体的对称轴分为第一反光部和第二反光部，因第一反光部和第二反光部的厚度不同，从而形成台阶；光纤固定结构具有中空柱状结构，光纤固定结构的外侧面设置螺纹，通过螺纹固定于壳体的下部；光纤，固定于光纤固定结构内部。本申请实现对高声压声波的敏感，通过极短光程差和轴对称结构，提高光路抗温度变化的能力，实现高对比度的干涉，使干涉型光纤传感探头具有良好的稳定性。本申请中光纤声传感器探头的结构简单，体积小，制作容易，成本低。本发明还涉及一种无振膜干涉型光纤声传感器。

摘要： 本实用新型公开了一种基站天线，包括一反射板和多个固定在该反射板上的低频振子和高频振子，且至少部分高频振子放置在低频振子里并与该低频振子共轴设置。其中低频振子包括一平衡器和从平衡器上延伸出来的四个偶极子，所述平衡器具有一底座和从底座上延伸出来的四对平衡臂。所述每一对平衡臂均具有一倾斜向上延伸的延伸臂和一从延伸臂向上弯折延伸的支撑臂。由于平衡臂的延伸臂斜向上延伸，而支撑臂从延伸臂向上弯折延伸，从而可增大平衡臂与设置在该低频振子内的高频振子之间距离，从而可以减小低频振子和高频振子之间的耦合。

摘要： 本发明涉及一种轻流体下和结构的声振耦合的模拟方法，建立施加结构上的每单位面积的外力情况下的结构位移和流体中声压方程；建立耦合问题的变分公式；对变分公式有限元离散化为结构的质量矩阵和刚度矩阵、作用于结构上的外部加载节点向量、流体的动能和压缩能矩阵以及结构与流体之间的表面耦合矩阵后，采用流体‑结构界面的有限元离散化，获得耦合系统方程的离散化；耦合系统投影到非耦合系统和流体模态基础上，计算出结构的动能和流场内声压的分布情况。在流体弱耦合的情况下，使用耦合的模态基能准确计算出结构的动能和流场内声压的分布情况，实现动能和声能的能量转化。有效的预测结构和流体的变化导致的声能结果的改变。

摘要： 本发明涉及一种基于声振耦合信号的变压器内部故障检测与定位方法，属于变压器监测领域。该方法采用结构振动声辐射原理将振动信号与声信号进行耦合分析，将内部声场与振动声辐射进行分离，研究声波穿透油箱壁的透射系数，再逆推得到变压器内部声信号。故障诊断过程采用振动信号和声信号共同分析，得到故障状态的精确结果，并通过传感器阵列实现内部故障点定位。本发明突破了只采用单一信号评估变压器运行状态的局限性，实现了在不停电、不拆卸的前提下对变压器内部声场的测量，在提高检测准确性的同时实现了故障点的准确定位。

摘要： 本发明涉及一种轻流体下和结构的声振耦合的模拟方法，建立施加结构上的每单位面积的外力情况下的结构位移和流体中声压方程；建立耦合问题的变分公式；对变分公式有限元离散化为结构的质量矩阵和刚度矩阵、作用于结构上的外部加载节点向量、流体的动能和压缩能矩阵以及结构与流体之间的表面耦合矩阵后，采用流体‑结构界面的有限元离散化，获得耦合系统方程的离散化；耦合系统投影到非耦合系统和流体模态基础上，计算出结构的动能和流场内声压的分布情况。在流体弱耦合的情况下，使用耦合的模态基能准确计算出结构的动能和流场内声压的分布情况，实现动能和声能的能量转化。有效的预测结构和流体的变化导致的声能结果的改变。

摘要： 本发明涉及一种基于声振耦合信号的变压器内部故障检测与定位方法，属于变压器监测领域。该方法采用结构振动声辐射原理将振动信号与声信号进行耦合分析，将内部声场与振动声辐射进行分离，研究声波穿透油箱壁的透射系数，再逆推得到变压器内部声信号。故障诊断过程采用振动信号和声信号共同分析，得到故障状态的精确结果，并通过传感器阵列实现内部故障点定位。本发明突破了只采用单一信号评估变压器运行状态的局限性，实现了在不停电、不拆卸的前提下对变压器内部声场的测量，在提高检测准确性的同时实现了故障点的准确定位。