基于互易关系的混响载荷建模方法研究

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1、Vol.32,No.2航天器环境工程第32卷第2期176SPACECRAFTENVIRONMENTENGINEERING2015年4月http://www.bisee.ac.cnE-mail:htqhjgc@126.comTel:(010)68116407,68116408,68116544基于互易关系的混响载荷建模方法研究121朱卫红，韩增尧，邹元杰（1.北京空间飞行器总体设计部；2.中国空间技术研究院：北京100094）摘要：针对混合声振建模问题提出了一种考虑声腔几何形状的混响载荷建模方法。该方法基于互易关系将声腔的混响声压转换为结构表面的等效混响载荷，并考虑声腔的几何边界，可提高建

2、模的准确性。该方法可省略对复杂的外混响声腔进行细节建模，因此能够简化建模过程并提高分析效率。典型系统的算例分析表明，该建模方法是有效的，能够考虑不同声腔边界对结构声振响应的影响。关键词：互易关系；混响载荷；混合方法；声腔边界中图分类号：V416.2文献标志码：A文章编号：1673-1379(2015)02-0176-06DOI:10.3969/j.issn.1673-1379.2015.02.006Themodelingmethodofreverberantloadbasedonthereciprocityrelationship121ZhuWeihong,HanZengyao,ZouY

3、uanjie(1.BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering;2.ChinaAcademyofSpaceTechnology:Beijing100094,China)Abstract:Areverberantloadmodelingmethodwiththeconsiderationofthegeometryboundaryispresentedforthehybridvibro-acousticmodelingprocess.Basedonthereciprocityrelationship,theequivalentreverberan

4、tacousticloadisobtainedfromthepressureinthereverberantcavity,andthegeometryboundaryofthecavityisconsideredinthemodelingprocesstoguaranteethemodelingprecision.Withouttheneedtoconsiderthemodelingdetailofthecomplexexteriorreverberantcavity,themodelingprocessissimplifiedandtheanalysisefficiencyisimpr

5、oved.Thesimulationresultsofatypicalsystemshowthatthismodelingmethodisvalid,andtheeffectofthegeometryboundaryonthevibro-acousticanalysiscanbedulyconsidered.Keywords:reciprocityrelationship;reverberantacousticload;hybridmethod;boundaryofacousticcavity0引言划分为确定性子系统和随机子系统；然后对确定性子系统和随机子系统分别采用FE方法、SEA方法

6、航天器在发射过程中经历的力学环境非常复杂，典型的特征之一是频带宽（10～10000Hz），建模；最后通过互易关系将两种模型耦合求解得到采用单一的分析方法很难实现精确的力学环境预不同子系统的响应。Knockaert应用混合FE-SEA[4]示[1-2]。目前采用的方法是：在低频段，航天器结方法对CALIPSO卫星进行了声振分析，美国构和声腔的模态稀疏，基于单元离散技术的有限元NASA格林研究中心的Jeffrey等人对ACTS卫星[5]和边界元等方法最为常用；在高频段，结构和声腔的辐射天线开展了响应分析验证，邹元杰等研究的模态密集且随机特性影响突出，因此统计能量分了整星结构在基础激励和混响声

7、场作用下的动态[6]析和能量有限元分析等方法都是比较有效的预示响应。通过调研发现，目前采用混合FE-SEA方手段；而在中频段，则以混合有限元-统计能量分法进行声振建模与分析时，考虑到外声场（混响室）析（混合FE-SEA）方法为代表的混合方法应用最的建模和求解效率，均采用混响声场载荷代替实际[3]的外声场，即将混响声场的作用通过在声-结构耦为广泛。混合FE-SEA方法首先将系统根据动力学特性合表面施加等效载荷来实现采用混响声场载荷模—