封闭腔声振耦合的研究和计算

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1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringTheVibro-AcousticCouplingAnalysisandCalculationofclosedacousticcavityAThesisinEngineeringMechanicsbyZhangYuanAdvisedbyProf.ChenGuopingSubmittedinPartialFulfillmentofth

2、eRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2012承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用

3、本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要本文针对封闭腔声振耦合问题，对简单规则模型、以及简化的汽车模型的内部低频噪声进行了计算和分析，探索出了一套分析与预测低频噪声的方法，为封闭腔声振耦合问题的进一步研究提供了重要的参考。本文的主要工作内容如下：1.首先针对现存的声振耦合问题进行了分类与定义，其次，对现存的主要解决声振耦合问题的方法进行了分类与比较；对国内外声振耦合研究的发展状况进行了详细阐述，回顾了整个声振耦合的发展历程。2.对于声学有限元方程，采用加权余量法进行了详细的推导，建立了声学有限

4、元模型；将刚性壁矩形封闭腔声场的解析解与计算结果进行了比较，验证了推导的正确性。3.在声学有限元方程的基础上，进一步推导了声振耦合系统的有限元方程；针对矩形封闭腔以及车室进行了耦合模态分析；利用声学软件分别计算了简谐激励下耦合系统声压级响应，以及提取车室壁面振动速度作为边界条件下的声压级响应，发现测点声压较大频率主要是车身结构模态固有频率和车室声模态固有频率附近。4.针对简化汽车模型进行了声学贡献分析，发现噪声较大的频率基本均为结构和声场固有频率附近。关键词：声振耦合，声学有限元，声压级响应，声学边界元，声学传

5、递向量，声学贡献本文工作在机械结构力学及控制国家重点实验室完成。i封闭腔声振耦合的研究与计算ABSTRACTAimingatsolvingthevibro-acousticofclosedcavityinthisthesis,theanalysisofinternallow-frequencynoiseofrectangular-boxcavityandsimplifiedcarmodeliscarriedout.Adetailedprogressisdevelopedfortheanalysisandpred

6、ictionoflow-frequencynoisewhichoffersimportantreferenceforfurtherstudyinthisfield.Themainworkofthisthesisisasfollowed:1.First,theexistingvibro-acousticcouplingproblemsareclassifiedanddefined.Second,methodswhicharedevelopedforsolvingthevibro-acousticareclassi

7、fiedandcomparedwitheachother.Recentdomesticandinternationalprogressincoupledvibro-acousticproblemsarediscussedindetails,presentingawholedevelopmentprogressinvibro-acousticfield.2.Theweightedresidualmethodisappliedtoestablishacousticfiniteelementequations.The

8、analyticalsolutionandnumericalsolutionforthesoundfieldofanacousticcavitywhichareconsideredtobeacousticallyrigidarecompared.Thederivationisprovedtobecorrectbytheresult.3.Basedontheacousticelement