薄板在不同媒质中振动及声辐射特性研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第35卷第3期华中科技大学学报(自然科学版)Vo1．35No．32007钲3月J．HuazhongUniv．ofSci．&Tech．(NatureScienceEdition)Mar．2007薄板在不同媒质中振动及声辐射特性研究李林凌黄其柏乔宇锋(华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉430074)摘要：根据薄板结构的形状特点，采用8个节点等参单元离散结构，对其周围的媒质采用2O节点三维等参单元离散结构，建立薄板流固耦合系统模型及其声辐射模型．通过理论计算可知：在不同媒质(大气、煤油、水)中，媒质的密度越大，薄板结构的第一

2、阶频率越小；薄板的各阶振型不受媒质密度影响，薄板各阶振型影响其声辐射效率；薄板的频率特性变化，薄板结构的声辐射特性也发生变化；薄板的厚度增加会降低结构振动基频．空气中薄板结构模态测试结果与考虑薄板周围媒质的影响薄板模态计算值一致．关键词：薄板；等参元；流固耦合；频率特性；声辐射中图分类号：TB123文献标识码：A文章编号：1671—4512(2007)03—0067—03VibrationandsoundradiationcharacteristicofthethinplateindifferentsurroundingmediaLiLinlingHuangQibaiQi

3、aoYu：feng(CollegeofMechanicalScienceandEngineering，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)Abstract：Fromthethinplatestructure，8一nodeiso—parametricelementisusedtodiscretizethestruc—turewhile20一nodeiso—parametricelementisusedtodiscretizeitssurroundingmedia．Thefluid—struc—

4、turecouplingsystemmodelandsoundradiationmodelwerebuilt．Themoregreatthedensityofthemediais，thelessthefirstfrequencyofthethinplateis．Themediadensitydoesnotaffectthethinplatevibrationfigureoforders．Thevibrationfigureaffectsthethinplatesoundradiationeffective．Thesoundradiationofthethinplatech

5、angeswithitsfrequencycharacteristicchanges．Thethicknessofthethinplatereducesthebasicfrequency．Thetestedfrequenciesagreewiththecalculatingfre—quenciesaccordingwiththefluid—structurecoupling．Keywords：thinplate；iso—parametric；fluid—structurecoupling；frequencycharacteristic；soundradia—tion薄板在

6、媒质中运动，会导致薄板与媒质的相互作用——流固耦合[1]，这种相互作用将改变1薄板及媒质有限元分析流体载荷的分布和大小．本研究运用Galerbin法计算媒质内任一点压力分布，利用相互作用的界1．1单元型式的选取面力进行耦合，研究薄板在不同媒质中的振动及对于薄板结构，根据小绕度理论的基本假声辐射特性，以及考虑流固耦合时，薄板结构频率设，采用薄板单元即二维单元进行离散．由于平特性与实际测量得到的结构频率特性的关系．面常应变三角形单元(三节点、六节点、七节点)、收稿日期：2005—06—06．作者简介：李林凌(1973一)，男，博士研究生；武汉，华中科技大学机械科学与工程学院(

7、430074)．E-mail：leclinling@163．com基金项目：国家自然科学基金资助项目(50075029)．维普资讯http://www.cqvip.com·68·华中科技大学学报(自然科学版)第35卷矩形单元(四节点、八节点等)对计算精度、边界适Y，))，为20节点等参单元形状函数矢量；P一应性方面存在不足，采用能避免上述不足的八节(Pl(￡)，P2(￡)，⋯，PM(￡))，为压力矢量．点等参数单元(简称等参元)进行离散．式(2)近似地满足。P一p／C。一R，，R，1．2薄板单元各元素的计算为一残量．按Gale