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。     

声学黑洞俘能器在气垫船舱室噪声控制中的应用研究

声学黑洞俘能器利用结构阻抗变化实现声波的聚集并消耗振动能量。论文建立某型气垫船全船中高频声学统计能量分析(SEA)模型,将数值预报结果与实船测试数据对比,以验证模型准确性。针对目标舱室噪声频谱特性,设计声学黑洞俘能器进行降噪处理,探讨了声学黑洞俘能器在中高频域对船舶舱室噪声控制的效果。对声学黑洞浮能器进行有限元离散,建立声学黑洞俘能器-气垫船声学分析的有限元-统计能量(FE-SEA)混合数值模型探讨了声学黑洞俘能器在中高频域对船舶舱室噪声控制的效果。研究表明,FE-SEA混合模型可保证船舶在中高频舱室噪声计算时的精度,且大幅度降低计算量。对比声学黑洞俘能器施加前、后气垫船的舱室噪声,安装声学黑洞俘能器可降低目标舱室噪声10.54 dBA。声学黑洞俘能器的降噪性能良好,具有较好的工程应用前景,研究结果可为船舶降噪提供参考。