声学黑洞加筋板结构的声振特性分析

基于声学黑洞与加强筋这两种结构设计出声学黑洞加筋板,通过建立声学黑洞加筋板、加强筋的有限元模型,对两种结构的声辐射特性、振动能量分布与传递特性开展研究。仿真结果表明：在高于截止频率时声学黑洞加筋板的辐射声功率级比普通加筋板降低8～20 dB,由于敷设的局部阻尼使聚集在声学黑洞区域的振动能得到有效的耗散,因此其振动水平下降明显且与声场耦合变弱;通过分析振动能量分布特性验证了声学黑洞加筋板结构大部分动能聚集在声学黑洞区域,减弱整体结构的振动水平;振动传递特性揭示了声学黑洞加筋板受声学黑洞聚能与加强筋阻振的叠加效应,相比于普通加筋板,声学黑洞加筋板具有更优的减振降噪性能。     

基于复合阻尼的声学覆盖层吸声效率计算

为了提高声学覆盖层的仿真精度,改进原有的计算参数模型.基于集总参数法和传递矩阵法,提出声学覆盖层的一维等效模型.结合有限元法对声学覆盖层计算,计算结果表明,阻尼对吸声效率有显著作用,不同类型阻尼对吸声作用不同,结构阻尼主要影响低频区,粘性阻尼主要影响高频段.根据橡胶材料特性,结合数值计算的结果,提出一种计权的复合阻尼模...     

基于AMESim的一种双作用往复抽油泵仿真研究

以某型双作用往复抽油泵为研究对象,利用AMESim软件对其进行建模仿真,主要分析双作用抽油泵在工作过程中的出口流量特性与压力特性,关键部件固定阀的开启特性以及柱塞运动规律对固定阀阀球起跳位移的影响。仿真结果表明,双作用往复抽油泵在排液时存在特殊的负流量与压力波动现象,固定阀的开启特性与阀罩的实际故障破坏密切相关,该仿真结果对于双作用往复抽油泵的运动控制规律优化具有指导性意义。     

船用齿轮箱结构噪声辐射特性研究

基于有限元法(FEM)开展齿轮箱结构声辐射问题的数值仿真研究,分析了箱体结构在无抑振降噪措施、敷设阻尼层以及同时敷设阻尼层和吸声层三种工况下的振动噪声辐射特性,分析结果对齿轮箱结构声学设计、声学材料的布置形式具有指导作用。     

舷侧阀通海口结构形式对声学性能的影响

船舶内部包含大量的管路系统,舷侧阀排出口的结构形式直接影响船舶整体减振降噪的效果。选取实船典型管路系统的出口通海口结构为研究对象,建立通海口、管路系统、泵、船体外壳模型,利用数值仿真软件Fluent分析通海口结构的流场稳定性以及外部流场声压。通过研究多种通海口结构优化方案,明确了通海口声学性能较优的低噪声通海口。并分析了管路系统换装低噪声通海口后,整体管路系统中的通海口区域流场水动力噪声性能的变化规律。结果表明:相较实船通海口,低噪声通海口能有效增加通海口内部流场的稳定性,降低外部流场声压,有一定的降噪效果。     

基于AMESim的一种双作用往复抽油泵仿真研究

以某型双作用往复抽油泵为研究对象,利用AMESim软件对其进行建模仿真,主要分析双作用抽油泵在工作过程中的出口流量特性与压力特性,关键部件固定阀的开启特性以及柱塞运动规律对固定阀阀球起跳位移的影响.仿真结果表明,双作用往复抽油泵在排液时存在特殊的负流量与压力波动现象,固定阀的开启特性与阀罩的实际故障破坏密切相关,该仿真结果对于双作用往复抽油泵的运动控制规律优化具有指导性意义.     

小水线面双体船声辐射特性研究

运用结构有限元法与声学边界元法,对小水线面双体船振动声学特性数值计算问题进行了研究.通过结构动力响应分析,获得结构振动响应特性参数.以船体结构频响分析计算结果为声学边界条件,对小水线面双体船近场声学特性进行了边界元计算.对比不同工况下的结构声学特性,为进一步实现结构减振降噪提供参考.     

水下扁平阻抗结构衍射声场建模与计算

运用一致性几何衍射理论对水下扁平阻抗结构的衍射声场计算进行了理论建模与分析,并通过数值仿真讨论分析了水下扁平结构衍射声场分布与不同衍射类型、收发方式、结构表面阻抗特性、入射声波性质等几何特性和声学特性间的影响关系.其中,首次考虑了尖端衍射贡献影响,并重点分析了尖端衍射和结构表面阻抗特性在不同条件下对总的衍射声场作用规律和影响程度等.最后为验证上述理论模型和计算方法的正确性和可靠性,还与水下钢板散射声场分布实验测试结果进行了对比分析.研究结果表明:(1)考虑尖端衍射贡献影响使得上述模型更加完整,计算精度得到有效提高,且尖端衍射影响程度与入射声波频率、收发张角、结构表面阻抗特性以及声源、接收场点和结构的空间相对几何位置等因素有关;(2)结构两侧表面阻抗特性的影响规律和程度存在差异.其中,面向声源一侧的结构表面复反射系数幅值和背向声源一侧结构表面的复反射系数相角对结构衍射声场分布强度的影响尤为明显.这些对水下目标强度估计、自由场材料声学测试和衍射效应抑制技术研究等具有理论指导意义和工程应用价值.     

管路阀组结构制造工艺参数的振动特性影响

选取实船液压管路的阀组单元为研究对象,利用有限元软件Ansys建立阀组结构模型,计算阀组单元结构在不同频率载荷激励下的振动响应频谱阀,分析安装间距、阀架阀臂长度、斜撑位置、隔振器安装等制造工艺参数对其声学性能的影响。建立实船、优化以及改进阀组结单元的试验室结构系统,并利用激振器对结构白噪声激励得到仿真计算测点的振动响应频谱,将仿真与试验测试结果的响应频谱进行对比分析。结果表明阀组架臂长对结构振动特性影响较大,相较原始阀组单元加装隔振器的改进阀组单元的结构插入损失高于10 dB,振动特性有明显改善。     

复合腔型声学覆盖层声学性能研究

基于三维有限元法建立了实际艇体结构中双层圆柱壳体背衬的计算模型.通过单一腔型声学覆盖层的数值试验验证了本文算法的有效性.在此基础上计算了复合腔型声学覆盖层的声学性能,分析了空腔耦合作用对声学覆盖层声学特性的影响.然后将复合腔型声学覆盖层应用于双壳动力舱段,通过模型试验验证了其在艇体结构中的降噪效果.     

船用柴油机排气消声器的声学特性计算及试验验证

三维声学有限元法被用于预测船用柴油机排气消声器的声学特性。单腔、双腔和三腔排气消声器传递损失的声学有限元计算结果和两负载法实验测量结果吻合良好,表明声学有限元法预测消声器声学特性具有较强的适用性和较高的精度。同时分析不同结构形式的排气消声器的消声特性,结果表明,带插入管的双腔和三腔结构形式具有更高的消声量,适合于船用柴油机排气消声器。     

残余应力对结构振动声辐射的影响

研究残余应力对结构振动声辐射特性的影响。首先分析残余应力对结构刚度的影响,然后分析此种影响带来的结构振动特性和声学特性的改变。并运用有限元法结合边界元法建立数值模型,计算带残余应力结构的固有频率和辐射声功率谱,证明残余应力对结构声辐射的影响。计算结果表明,在研究复杂结构振动声辐射等动力学特性时,焊接残余应力是不能忽视的影响因素,为后续深入研究相关机理奠定基础。     

船用柴油机排气消声器的声学特性计算及试验验证

利用三维声学有限元法预测船用柴油机排气消声器的声学特性,结果显示单腔、双腔和三腔排气消声器传递损失的声学有限元计算结果与两负载法试验测量结果吻合良好,这表明声学有限元法预测消声器声学特性具有较强的适用性和较高的精度。同时,分析不同结构形式的排气消声器的消声特性,结果表明:带插入管的双腔和三腔结构形式具有更高的消声量,适合于船用柴油机排气消声器。     

加肋圆柱壳制造误差对声学性能的影响研究

利用有限元软件ANSYS和边界元软件Sysnoise对加肋圆柱壳建造中可能产生的椭圆度、轴线倾斜、舱壁倾斜偏移的多种误差进行仿真计算,分析制造过程中产生的不同尺寸误差模型的系统声辐射特性。结果表明,声功率随着几何偏差尺寸增大而增大,但在所确定的加工工艺允许的要求范围内,这些偏差对声辐射影响很小,其中椭圆度对结构声学性能的影响较其他两种结构误差稍大。     

亥姆霍兹共振消声器的声学改进

应用三维声学有限元法预测亥姆霍兹共振消声器的传递损失,并与实验结果进行对比,两者吻合良好,表明本文所用数值方法的适用性和准确性。一方面,为了在不改变共振器外形的前提下降低共振频率,将连接管延伸至共振腔内部,并详细讨论了延伸长度、延长管横截面形状对共振器声学特性的影响;另一方面,为了拓宽传统亥姆霍兹共振器的消声频带,将共振器进行串并联组合,并详细讨论了组合结构对声学特性的影响。     

内嵌声学黑洞薄板振动特性数值模拟方法研究

[目的]针对内嵌二维声学黑洞薄板的数值模拟方法进行对比研究,[方法]提出使用板壳单元对声学黑洞薄板进行离散建模的方法。首先,设计内嵌二维声学黑洞薄板算例,应用体单元建立该薄板的有限元模型,以验证其声学黑洞效应。然后,采用相同尺度的板壳单元来模拟该二维声学黑洞薄板,并对2种建模方法的模态和振动特性进行数值对比验证。最后,讨论声学黑洞区域厚度阶梯变化尺度以及幂律对整体结构振动特性的影响。[结果]研究表明,使用板壳单元离散内嵌声学黑洞薄板计算其振动特性的精度是可靠的,板壳单元离散方法相比体单元离散法具有计算规模小、计算效率高的优点。同时,合理调节声学黑洞区域的厚度阶梯变化尺度以及幂律会改变局部模态对应的固有频率。[结论]研究结果可为声学黑洞结构的设计与应用提供指导。     

基于无限元法研究阻尼对船舶结构水下声辐射特性影响

船舶结构的水下声辐射问题,可利用无限元方法求解水下无界域声场,以只有4个节点的无限元映射网格代替流场网格,而无需建立流场单元。分析典型圆柱壳体结构的水下声辐射特性,既考虑了声固耦合的作用,又减小了模型的规模,大大提高计算效率;同时基于声学阻抗原理及声学无限元方法,研究阻尼对船舶结构水下声辐射特性影响,为船舶实际工程设计提供参考。     

一种典型舰船辐射噪声模拟新算法

基于舰船声特性模拟在仿真实验、模拟训练、声学系统测评、舰船指挥系统方案论证以及在水声对抗中诱骗鱼雷和声呐等方面的广泛应用,针对现有舰船声特性模拟中常用的特定频率响应滤波器参数计算与设置复杂等问题,在分析和研究舰船声学特征的基础上,分别得出其线谱、连续谱的数学模型。通过频域函数拟合,设计一种响应频率与幅度可调且易于实现的FIR低通滤波器,实现对舰船辐射噪声的仿真模拟,并通过与实测舰船辐射噪声声特性的对比,验证仿真方法的有效性。     

不等间距分舱结构声辐射特性研究

研究舱段结构振动、声辐射特性随分舱形式改变的变化规律,对潜艇结构声学优化设计具有十分重要的意义。从结构声学设计的角度出发,在保持相邻两个舱段总长度不变的情况下,调整两个舱段的长度,采用结构有限元法、结构有限元耦合流体边界元方法,以辐射声功率、湿表面均方法向速度和辐射效率作为衡量结构噪声辐射能力的主要衡量指标,系统地研究整个结构振动和声辐射特性。在流体部分的计算中,采用网格重叠算法,以提高计算效率。通过调整分舱形式,在一定频段,改变了整个舱段结构振动声学传递函数的谱峰频率,降低了谱峰幅值,因此,可以通过改变分舱形式以改变舱段结构声学特性,使设备激振力的谱峰频率与结构振动声学传递函数的谱峰频率错开,实现对辐射噪声的控制。     

远洋客船玻璃结构声学特性研究

以远洋客船玻璃结构为研究对象，对远洋客船舱室窗户玻璃结构和阳光房玻璃结构的声学特性进行研究。利用统计能量法建立单层玻璃和聚乙烯醇缩丁醛(Palyvinyl Butyral, PVB)夹胶玻璃的声学模型，基于VA One软件仿真其隔声量，结合不同频段隔声特性和平均隔声量的大小总结3种玻璃在不同结构参数下的隔声规律。研究结果表明：PVB夹胶玻璃的隔声性能在全频段内都要优于等厚度的单层玻璃；PVB夹胶厚度每增加1 mm,其平均隔声量增加0.12 dB。考虑到工程实际，最终选取玻璃组合厚度为6 mm和16 mm,中间空气层厚度为8 mm,平均隔声量为56.04 dB。