高速铁路桥梁全封闭声屏障结构噪声特性

开展了高速铁路桥梁和桥梁-全封闭声屏障典型结构断面的振动和噪声测试,建立了高速铁路桥梁-全封闭声屏障系统结构噪声的快速多极边界元法(FMBEM)数值预测模型,深入分析了板件的车致振动与结构噪声辐射的相关性和时频特性,并以此验证了FMBEM数值预测模型求解结构噪声的准确性;对比分析了有、无全封闭声屏障工况下32 m简支箱形梁桥结构噪声的空间和频域分布特性,并比较了FEBEM与边界元法(BEM)的计算效率。分析结果表明:桥梁-全封闭声屏障系统板件的振动与噪声的频谱分布规律基本一致;受全封闭声屏障隔声作用和梁体遮蔽作用的影响,距箱梁底板表面0.3 m处测得的噪声信号基本反映了底板的结构噪声特性,其余测点则不同程度地受到其他板件或轮轨系统辐射噪声的影响;计算与实测噪声的幅频特性吻合较好,峰值处计算误差在1.5 dB以内;全封闭声屏障的安装导致桥梁板件的振动和结构噪声均减小,也改变了桥梁周围的声场分布特性,桥梁板件表面场点的总声压级降低了0.8 dB,梁体下方地面场点总声压级增大了4.1~9.4 dB;梁体斜上方场点总声压级增大了9.6~18.1 dB,桥梁-全封闭声屏障结构顶部局部区域的结构噪声比无声屏障的桥梁大12.4 dB以上;FMBEM计算耗时为传统BEM的1/3,计算更为高效。      

无黏性土的电阻率CPTU状态参数确定方法及其液化评价

为研究基于现场原位测试技术的状态参数评估新方法, 以宿迁—新沂高速公路工程为背景, 利用电阻率孔压静力触探对饱和无黏性土进行了现场原位测试; 参考已有原位测试状态参数计算法的均值, 联合电阻率与土类指数建立了状态参数计算方法; 利用该方法评估的状态参数进行液化评价。分析结果表明: 状态参数与土类指数呈正比关系, 而土类指数与电阻率呈反比关系, 土类指数可作为连接无黏性土状态性能和电学性能的有效指标之一; 建立的电阻率CPTU状态参数计算方法所评估的状态参数沿深度变化趋势与已有方法一致, 提出的电阻率CPTU状态参数评估法主要适用土类指数为1.8~2.6的粉土和粉砂; 根据电阻率CPTU法计算的无黏性土原位状态参数与相对密实度呈现良好的线性关系, 变化趋势相反, 可作为一种相对密实度常用指标的有效替代参数来进行土体密实状态的评估; 基于电阻率CPTU法计算的无黏性土原位状态参数评估的液化阻力比与国际通用法基本一致, 判别粉质砂土层8 m以下为液化层, 与标准贯入试验结果相符, 状态参数可有效地用于液化势的可靠判别。      

用边界元法计算流固耦合问题时高次奇异积分的处理方法

边界元法应用于计算流固耦合问题时,由于奇异积分的存在,会影响到计算结果的精度.本文描述了处理带有(1)/(r)奇异积分和(1)/(r2)二次奇异积分的处理方法,包括数学证明和数值积分方法,计算结果表明这种方法能提高精度.     

粘性对作回转运动三维物体水动力的影响

以Ｃｈａｐｍａｎ和山崎的方法为基础，计算了在转运动三维物体的横向力，为探讨粘性对船舶操纵性水动力的影响，通过在物面上叠中平板湍流边界层排挤厚度，产芭此作为新的物面边界，按照山崎方法进行了计算，给出了平板及Ｗｉｇｌｅｙ船型地计算结果，并与试验值作了比较。     

公交优先控制策略的多约束弹性框架探讨

为了协调不同交通主体的通行权益和实现约束条件层面的公交优先,首先,介绍双环相位结构的相位组合方案和相位切换方案;其次,深入研究了三个边界时间参数计算和取值方法,基于各参数在信号控制中的作用制定了约束等级;再次,解析了边界时间参数在双环相位结构下由于不同交通主体通行需求以及相位组合切换产生的两种矛盾,随之依据约束等级构建约束框架协调了上述矛盾;最后,设置弹性的边界时间参数构建弹性约束框架。结果表明基于多约束弹性框架的公交优先控制策略可以稳定地控制和降低公交车辆车均延误。     

基于局部正交化的一维搜索预报并行算法

区域分解技术中虚拟边界预测是一种高效的并行处理方法，采用一维搜索预报算法对虚拟边界进行预测可加快问题的求解速度；针对大规模数值计算提出了局部正交化方法，这种预处理方法可以很好地改善迭代矩阵的条件数．将局部正交化与一维搜索预报并行算法相结合。并运用范数性质证明了解的收敛性．通过算例表明。该算法能有效地减少计算量，提高计算速度．     

双参数地基上厚板问题边界元法中高阶奇异积分的计算问题

根据双参数地基上厚板弯曲问题边界单元法中所遇奇异积分的特点，选取满足该问题微分控制方程的位移及内力场，建立了全部奇异积分的计算公式，有效地解决边界元法在该问题应用中高阶奇异积分的计算问题。     

边界元法实现中几个问题的探讨

对应用边界元法求解性静力学问题时遇到的集中载荷，多个边界，角点等问题进行了讨论，提出了处理方法，经对实例的和与有限元计算的对照证明所提方法行之有效。     

东莞某区地下岩样声波波速、密度、主频降低量、电阻率关系研究

工程物探中,常常需要知道覆盖层、基岩的声波波速、密度、主频降低量、电阻率等参数,钻取岩芯测量参数是常用方法,但对于这些参数之间的关系以及在不同介质中的大小很少进行系统分类研究。以东莞某工区钻取的典型风化层和花岗岩岩芯为对象,测量了声波波形、密度、波速、电阻率等参数,并分析了这些参数在不同介质中范围及不同参数之间关系。结论显示:花岗岩和风化层岩样的纵横波波速、密度、主频降低量、电阻率存在对应的参数范围;纵波主频降低量与密度、电阻率存在线性关系,可以用它们之间关系估算对应的值。研究可为后续地球物理探测和估算介质参数提供依据和指导。     

基于波叠加原理的辐射声场的计算研究

描述了用波叠加原理来计算任意形状的辐射体的辐射声场的方法。即用叠加来代替Kirchhoff-Helmholtz积分的方法．给定辐射体表面的振动速度就可求解辐射源的强度。进而求解辐射体表面的声压和辐射的声功率．文中对刚性球面上振动活塞源和脉动球源的辐射问题进行了求解。并将之与分析(解析)解进行了对比，结果表明用该方法进行计算时，可以用简单的数字方法产生矩阵元素，从而提高计算速度。结果的精度高。并能克服边界元法声场计算内在的奇异性问题．     

Wave Number Method for Three-Dimensional Steady-State Acoustic Problems

Based on the indirect Trefftz approach, a wave number method (WNM) is proposed to deal with three-dimensional steady-state acoustic problems. In the WNM, the dynamic pressure response variable is approximated by a set of wave functions, which exactly satisfy the Helmholtz equation. The set of wave functions comprise the exact solutions of the homogeneous part of the governing equations and some particular solution functions. The unknown coefficients of the wave functions can be obtained by enforcing the pressure approximation to satisfy the boundary conditions. Compared with the boundary element method (BEM), the WNM have a smaller system matrix, and is applicable to the radiation problems since the wave functions are independent of the domain size. A 3D acoustic cavity is exemplified to show the properties of the method. The results show that the wave number method is more efficient than the BEM, and it is fairly accurate.     

结构声辐射边界元声学灵敏度研究

声学灵敏度反应了结构振动引起的辐射声压与结构表面法向振动速度之间的关系.分析了基于边界元法的结构振动声辐射计算原理,推导了声学敏度.用有限元法计算结构动力学响应,以有限元法计算的结构振动速度为边界条件,基于边界元法计算结构振动幅射的声压及声压对振动速度的灵敏度.以一六面体的振动为研究实例,得到了其振动的外场声压及其对结构振动法向速度的灵敏度.结果表明声学灵敏度只与结构几何形状及设计域点的位置有关.     

EFFECTIVE SHIELDING OF UNIDIRECTIONAL CURRENT GENERATED MAGNETIC FIELDS

Introduction　　 Environmentalelectromagnetic fields are ofin-creasing concern.Passive shielding is often em-ployed to reduce magnetic fields. Cylindricalshielding geometry is widely employed in powerin-dustry such as protective pipes,cable ducts andlightning down- conductors. Although shielding ef-fects of such conducting shells on magnetic fieldshave been recognized in recent decades,most ofthe studies have been devoted to the case of“dipole” ( opposite equal currents) sources or bal-anced…     

BOUNDARY ELEMENT-COMPLIANCE MATRIX METHOD FOR 3D ELASTIC FRICTIONAL CONTACT ANALYSIS

IntroductionContact with friction is a common phe-nomenon in engineering,such as gear drive andfriction drive etc.It is difficulty to analyze contactproblems because of friction,existing very com-plex nonlinear become of a large number of unilat-eral friction contact surfaces,on which the contactfluctuates. Thus the analysis of frictional contactbehavior is regarded as one of the most challengeproblem in solid mechanics field.Many experts devoted in studying the friction-al contact problem[1～…     

Application of method of fundamental solutions in solving potential flow problems for ship motion prediction

A novel panel-free approach based on the method of fundamental solutions (MFS) is proposed to solve the potential flow for predicting ship motion responses in the frequency domain according to strip theory. Compared with the conventional boundary element method (BEM), MFS is a desingularized, panel-free and integration-free approach. As a result, it is mathematically simple and easy for programming. The velocity potential is described by radial basis function (RBF) approximations and any degree of continuity of the velocity potential gradient can be obtained. Desingularization is achieved through collating singularities on a pseudo boundary outside the real fluid domain. Practical implementation and numerical characteristics of the MFS for solving the potential flow problem concerning ship hydrodynamics are elaborated through the computation of a 2D rectangular section. Then, the current method is further integrated with frequency domain strip theory to predict the heave and pitch responses of a containership and a very large crude carrier (VLCC) in regular head waves. The results of both ships agree well with the 3D frequency domain panel method and experimental data. Thus, the correctness and usefulness of the proposed approach are proved. We hope that this paper will serve as a motivation for other researchers to apply the MFS to various challenging problems in the field of ship hydrodynamics.     

车架结构动力学特性边界元法解析

为在设计阶段对车架结构进行高效的动力学建模解析,提出了基于边界元的区域分割单元合成方法。采用薄板元件的动态基本解,建立了板型构件的边界方程,运用区域分割单元合成法,推导出车架结构的动力学方程。边界元计算值相对于实验值的最大相对误差为5.0%,相对于有限元计算值的最大误差为5.9%,表明基于边界元的区域分割单元合成方法能够快速、准确地分析车架结构的动力学特性,在设计阶段可提高车架结构的建模精度和计算效率。     

FEM／BEM法振动板减振降噪优化设计

振动板的减振降噪设计是相关工程中结构设计的重要内容之一,优化设计可在设计阶段通过对设计模型的定量修改获得理想的减振降噪效果．基于有限元直接法计算了一两端固支矩形平板的频率响应,以板局部厚度为设计变量,以振动板各节点振动速度最小化为目标,建立了减小振动速度的优化模型,用可行方向法对一简支矩形板在1—200Hz的振动实施了优化;用间接边界元法对振动板在优化前、后的声学进行数值分析,以比较振动优化的降噪效果．实例结果表明,优化设计通过对结构重量的重新分布可在结构重量相对不变的情况下,在一较宽频段内均得到减振降噪效果．     

结构随机振动有限元/边界元法声学数值仿真

建立了结构振动的有限元模型和声学分析的边界元模型,基于边界元法推导了声学响应函数的计算公式,利用声学响应函数和激励谱密度推导了设计域点响应声压的自谱密度函数.以平板稳态振动声辐射为研究算例,计算了1~200 Hz的声学频率响应函数,并计算了系统受常谱密度和变谱密度随机载荷激励的声学响应.理论推导和实例结果表明,基于边界元法的声学响应函数可有效的求解随机声场.     

肋骨分布对肋板声辐射影响及分布优化分析

分析了流体载荷下的肋骨分布对声辐射的影响并进行了肋骨分布优化.结构的频率响应采用有限元法处理,声辐射问题用边界元法来分析.在声辐射优化方程中,声功率被定义为目标函数.应用遗传算法进行肋骨的分布和尺寸参数的优化分析.在数值计算中,验证了上述过程的有效性和可行性.     

弹性摩擦接触问题数值解分析

以边界单元法求解弹性摩擦接触问题，通过对问题数值解的分析，探讨了当两弹性接触体间的参数变化时，其接触域和接触面力的分布规律。