基于无限元方法的壳体外声场仿真研究.pdf

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1、机械设计与制造第10期l6MachineryDesign&Manufacture2011年10月文章编号：1001—3997(2011)10—0016—02基于无限元方法的壳体外声场仿真研究李智劳闫云聚屈康康宁晓周(西北工业大学力学与土木建筑学院，西安710129)ResearchonoutsidesoundfieldsimulationofshelIbasedonFEMLIZhi-lao，YANYun-ju，QUKang-kang，NINGXiao-zhou(NorthwesternPolytechnicalUniv

2、ersityMechanicsandCivilConstructionInstitute，Xi’an710129，China)巾十e’、{十l辜州’、-十d十q$1、t、t十／t十d十e斤十qq、t、q【摘要】建立了无限元与有限元声学耦合模型，运用SYSNOISE软件的无限元与有限元耦合技术对八分之一封闭球壳的外部辐射声场进行研究，计算了八分之一球壳在介质为水和空气时，在典型激励作用下的外部声场辐射情况。壳体是工程中应用最广泛的结构之一，同时壳体的声场问题也越来越受到关注，强声场可能会导致结构发生变形，甚至破坏，使结构

3、失去工作能力。通过计算，得出了壳体在100Hz时的声压级分布图，给出了壳体外部为水和空气时的声压级曲线，得出了壳体外部声场随激励变化的基本规律。这种方法为研究声场辐射问题提供了重要参考，也为今后解决此类工程问题提供了理论上的依据。关键词：无限元；声场；SYSN0SIE【Abstract】Anacousticmodelofinfiniteelementcouplingwithfiniteelementisestablishedinthispaper．Byapplyingtheinfiniteelementcoupling

4、withfiniteelementofSYSNOISE，westudytheoutsidesoundfieldofradiationoftheone——eighthclosedsphericalshellwhenthemediumiswaterandair．Shellisoneofthemostwidelyusedstructuresinengineering．Meanwhilethesoundfieldproblemofshellisbeingpaidmoreandmoreattention．Strongsoundf

5、ieldmaycausethedistortion，evendestroysthestructures，andmakesthestructuresloseworkingability．Bycalculatingtheoutsidesoundfieldradiationofone——eighthsphericalshellinatypicalexcitation,weobtainthebasicdistributionofoutsidesoundlevelunder100Hzandsoundpressurelevelcu

6、rveofthefieldpointwhenthefluidiswaterandairrespectiveInadditionthebasicchangingruleoftheoutsidesoundfieldofshellwiththechangeofexcitationisobtained，whichwillpr。ideimportantr／renceforfurtherresearchonac。Mticradiati。，。andthe。reticalfoundationfor5。lvingtheengineeri

7、ngprobleinthe‘，“re．；Keywords：Infiniteelement；Soundfield；SYSNOSIE；0t_1h～j、i、h一0tt、1■1ht、i，●1h■●1h“1■1{1～ii1-1、、-¨坩w舢’中图分类号：TH16，TB533．1文献标识码：A有限元的流体空间扩充到无限大的空间，以便使声音能够辐射到ll了I百无限大的空间中去。壳体是工业生产和生活中最重要的结构之一，但壳体这类2．1无限元理论结构刚度小，容易在外部激励下产生振动和噪声IS]，这不仅对结构造成了不利影响，还会污染环境。

8、之前对于壳体噪声的研究大多定义无限元需要确定无限元的坐标系和无限元的边缘，即集中于用边界元技术研究壳体的外部噪声I21，或者用有限元技术无限元与有限元的交接面。无限元要定义在有限元网格上，将有研究壳体的内部噪声J=I]，目前运用无限元技术来研究壳体外部限元网格当作无限元的包络。声场的相对比较少。2．2无限元坐标系对于壳体外部声场辐