声固耦合

摘要： 在有限元软件COMSOL中对某隔声罩声学性能进行仿真测试计算,通过搭建声学平台对其进行了实验测试,分别计算了仿真与实验测试情况下隔声罩在200~1500 Hz噪声状态下的插入损失,仿真与实验测试结果基本一致,验证了仿真方法的可靠性。对隔声罩及其罩内声腔进行模态分析,确定隔声罩插入损失曲线低谷与峰值产生的机理,为隔声罩声学性能检验与优化提供了理论依据。

摘要： 在有限元软件COMSOL中对某隔声罩声学性能进行仿真测试计算,通过搭建声学平台对其进行了实验测试,分别计算了仿真与实验测试情况下隔声罩在200~1500 Hz噪声状态下的插入损失,仿真与实验测试结果基本一致,验证了仿真方法的可靠性。对隔声罩及其罩内声腔进行模态分析,确定隔声罩插入损失曲线低谷与峰值产生的机理,为隔声罩声学性能检验与优化提供了理论依据。

摘要： 为了分析核电厂日用油箱在承受地震载荷时液体晃动对支座、支座螺栓的结构强度影响,本文基于声—固耦合算法,建立了日用油箱在空罐、30%液位、50%液位、80%液位、100%液位的有限元模型,采用ANSYS软件对各模型进行模态分析,输入SSE工况地震反应谱,采用谱分析法进行抗震计算。分析结果表明:模态分析各模型的一阶频率分别为28.36Hz、27.99Hz、26.06Hz、22.03Hz、18.32Hz,流体的附加质量效应大幅度降低了结构的固有频率值,下降幅度高达35.3%;谱分析SSE工况50%液位模型支座的应力最大,承受地震载荷时液位高度对支座应力的影响并不是线性的,其与结构的一阶频率、地震谱最大加速度对应频率区段有关。最后,按RCC-M评定准则对支座及支座螺栓进行了评定,其应力满足标准限值要求。

摘要： 为保证海洋捕捞作业水下航行器的安全高效运行,水下航行器工作时应避免受自身发动机影响,与外壳发生振动从而激励外场海水介质形成辐射声场.基于声固耦合理论,针对水下航行器工作环境的特殊性与空气中干模态,采用更加复杂的湿模态分析方法.将流体视为可压缩的声学介质,利用ANSYS分析软件模拟航行器在水中的真实悬浮状态.求解出前十阶湿模态,确定航行器的固有频率和振型,对其结构进行分析,以提高刚度,增加稳定性,避免共振现象.研究结果为进一步优化航行器外形结构设计及提高其工作性能提供理论基础.

摘要： 为了利用环境噪声进行发电,提出了一种基于亥姆霍兹共振效应的声电换能系统。声电换能结构将亥姆霍兹共振效应与压电效应相结合,采用多个亥姆霍兹共鸣器串联共振吸声,驱动压电陶瓷变形发电,通过信号转换与能量收集电路将电能存储。利用COMSOL软件的声固耦合模块、静电模块研究了声电换能结构的声学性能与电学性能。仿真结果表明,在亥姆霍兹共振频率附近传递损失最高可达10.47 dB,同时系统产生的电能也最大。试验结果表明,当声电换能结构工作于共振频率365 Hz时,产生的电压最大值为20 V,声电换能结构发电功率为3 mW,平均功率密度为13.58μW/cm^(3),能量转化效率为42.01%。该声电换能系统在噪声控制的同时实现了声电能量的转换与储存。

摘要： 根据汽车白车身结构有限元模型建立车身声固耦合模型。基于声学模态分析理论,进而求解声腔模态。通过实车怠速噪声和车身悬置激励力测试车内响应点的声压值,进一步验证声固耦合模型。通过峰值频率下的板块单元贡献量和模态应变能优化分析,汽车车内低频噪声降低,有利于提升汽车的NVH性能。

摘要： 针对水下爆炸载荷作用下桁架箱体浮筏的冲击环境特性问题,采用数值仿真和声固耦合的方法,利用Abaqus软件进行水下非接触爆炸模拟,对具有双层平台的浮筏的垂向冲击环境分布特性以及减振器的刚度和数量对其垂向冲击环境的影响开展了研究。结果表明:上下平台冲击环境沿纵向分布变化趋势基本一致,沿纵向上冲击环境在位于支柱之间的板架处出现峰值,在两舷侧减振器的缓冲作用下,浮筏迎背爆面冲击环境接近,最大差异仅为11%;浮筏减振器的刚度和数量都会对上下平台的冲击环境造成影响。本文分析结果可为安装在浮筏上的设备抗冲击提供参考。

摘要： 声固耦合数值模型在预报低频机械噪声时克服了传统流固声数值模型分步计算的不足.常用的声-振分析软件如VirtualLab的直接声振耦合统一求解算法不能直接施加设备的加速度激励,常采用大质量法将设备机脚的加速度激励转化为力激励.论文基于结构有限元/声学自动匹配层(FEM/AML)声固耦合方法,提出将激励直接施加到设备质心处的简化大质量法.机械噪声预报结果与传统大质量法、流固声方法结果进行对比,验证简化方法的有效性.基于声固耦合数值模型预报船舶机械噪声时,可采用简化的大质量法将加速度激励转化为力激励,并作为输入直接施加到设备质心处.

摘要： 高频往复式切割刀是柔性材料数控裁剪机的核心部件.该文对切割刀壳体的振动噪声改进措施进行研究.首先对切割刀进行刚体动力学分析,获取其所受动载荷情况,并通过数值计算验证了切割刀刚体动力学模型的可靠性.其次,基于有限元法获取切割刀壳体模态特性,并通过锤击激振实验验证了有限元模型的准确性.然后基于模态仿真结果进行谐响应分析,将计算得到的频域动载荷施加至切割刀壳体各螺栓固定处,获取结构加速度响应频谱,结合振动响应结果,对壳体进行声固耦合分析,并进行实验对比,验证了分析方法的准确性.最后,计算不同的阻尼措施对壳体噪声辐射的影响,为切割刀的减振降噪提供参考.

摘要： [目的]为准确掌握输流管道的声振特性,对其开展数值模拟研究.[方法]首先,基于声固耦合理论建立输流管道数值模型;然后,通过参数化扫描求解管道声振模态的频散曲线,分析弹性壁输流管道内部分别为空气、水和原油时的频散特性以及管道绝对声压应力分布情况,研究管壁厚度、弹性壁和硬声场壁对管道频散特性的影响.[结果]结果显示:管壁厚度对管道弹性波传播模态影响较小,随着管壁厚度的增大,频散曲线向高频偏移,其影响主要在截止频率上;声固耦合的影响使得弹性管道模态数增加,增加的模态数主要是管壁形变模态;弹性壁与硬声场壁管内绝对声压分布情况基本一致;管道内部为液体或气体时其频散特性区别显著,内部为水或原油时频散特性较为相似,不过直通模式有所区别.[结论]研究结果可为舰船的输流管道声波法故障检测提供一定的理论依据.

摘要： 本文基于声固耦合理论和声学有限元法,建立了舱体壁板声固耦合有限元模型.采用Actran声学仿真软件,针对舱体壁板不同厚度以及舱体壁板不同材料两种情况,分析了舱体壁板声固耦合后对舱室内部声场的影响,探究部分舱体壁板结构参数的改变对舱体内部声场的影响规律,为高速运载工具舱体内部的噪声控制提供重要的科学意义和工程应用价值.

摘要： 建立了结构载荷激励下驾驶室空腔声学系统和声固耦合系统的有限元模型，在Ansys和Virtual.lab中，分别采用直接法和模态叠加法得到车内噪声仿真结果，并进行了比较分析。采用Virtual.lab预测了驾驶员左、右耳的声压响应，并计算得出了各壁板对驾驶员右耳总声压的贡献度。研究了驾驶室各壁板设计参数变化时，对车内声场影响的灵敏度。设计了长方体盒子的振动噪声实验，对比分析了实验数据和仿真结果。

摘要： 建立结构载荷激励下乘坐室空腔声学系统和声固耦合系统的有限元模型。利用有限元软件ANSYS和LMS Virtual.Lab对某轿车乘坐室结构与空腔声模态的频率和振型进行分析,采用直接法和模态叠加法对该轿车车内噪声仿真结果进行比较,指出采用模态叠加法计算声固耦合问题时,对于结构模态阶数的提取要求。通过计算仿真分析该模型低频噪声在频域中的分布情况,为降低由结构振动引起的车内低频噪声提供结构修改和声学修改依据。

摘要： 近年来，在部分核电厂蒸汽干燥器上发现大量裂纹。这些裂纹的存在威胁电厂的正常运行，导致电厂计划外停堆和低功率下运行。初步研究表明，主蒸汽管线中的声共振现象及由此产生的声载荷是造成干燥器严重裂纹失效的主因。由于干燥器结构的复杂性和声固耦合作用，需要采用比例模型试验的方法来研究干燥器的声疲劳机理。本文根据相似学第二定理，从弹性力学和声学的基本控制方程出发，推导了蒸汽干燥器声疲劳问题的尺度相似律和声固耦合模型试验的相似比例关系，藉此指导干燥器声疲劳模型试验的开展，确保在模型试验中重现实际电厂干燥器上发生的重要物理现象，为最终开发出干燥器防治声共振的设计和校核方法打下了理论基础。

摘要： 航空发动机化学燃料燃烧过程中，主要应用预混燃烧。虽然减少氮氧化物的排放，但要求有较长的燃烧室结构，增加了燃烧室的声压水平。长时间的声压作用导致燃烧室疲劳变形。简述了航空发动机燃烧室模型试验装置的结构，用ANSYS 软件计算了燃烧室二维和三维模型结构振动的模态和特征频率，得出几种情况下燃烧室模型的声固耦合情况；分析结果对实际航空发动机燃烧室和燃气轮机燃烧室设计与分析有一定的参考价值。

摘要： 本文提出了一种在汽车NVH性能开发设计阶段快速预估和评价车身结构辐射噪声的方法,即在未采集有效路谱、动力总成和排气系统等激励数据的情况下,采用单位白噪声激励结合声固耦合方程及板块贡献率理论对车身板件结构辐射噪声大小与分布进行预判,并通过修改局部结构对辐射噪声进行有效控制,在提供有效设计参考的同时减少了设计开发的工作量.同时运用此方法对某suv车身板件声辐射进行了分析与优化,取得了良好的优化效果.

摘要： 阻尼处理在汽车的减振降噪中应用广泛。在车身上作阻尼处理时，阻尼材料敷设的位置和面积是 关键。本文分别依据车身的模态应变能信息，以及在LMS Virtual.Lab中计算得到的车内场点的板件单元贡 献信息，来确定阻尼处理的位置和面积，并在LMS Virtual.Lab中通过声固耦合方法计算了车内场点的响应，以此验证了两种阻尼处理方法的效果。两种阻尼处理方法都取得了良好的效果。计算模态应变能信息更为简便，而板件单元贡献分析对阻尼材料的利用率更高。

摘要： 随着人们对汽车舒适性要求的提高，车内低噪声设计引起关注。以某型轿车为实例，通过建立车身声固耦合模型，提出并应用多场点多频率的壁板声学贡献量分析方法和流程，分析车身板件对乘员室场点的声学贡献性质，确定板件敷设阻尼层的区域，实现车内噪声的改善，为汽车降噪设计提供一种可借鉴的方法。

摘要： 本文针对某型12米客车行驶工况下的车内低频轰鸣问题进行研究.首先通过主观评价,初步判断导致轰鸣现象的激励来源于路面;然后通过对试验测试结果进行频谱分析确定产生轰鸣的根本原因是簧下质量与顶盖结构模态耦合导致顶盖结构共振,进而通过声-固耦合作用使车内产生的较大声压脉动;最后基于声-固耦合整车有限元模型及脉冲激励频谱,进行车内低频结构噪声仿真分析,并应用模态贡献量分析及灵敏度分析等诊断方法,从而制定车身结构的改进措施.实车验证表明,改进方案卓有成效.

摘要： 本文针对某型12米客车行驶工况下的车内低频轰鸣问题进行研究.首先通过主观评价,初步判断导致轰鸣现象的激励来源于路面;然后通过对试验测试结果进行频谱分析确定产生轰鸣的根本原因是簧下质量与顶盖结构模态耦合导致顶盖结构共振,进而通过声-固耦合作用使车内产生的较大声压脉动;最后基于声-固耦合整车有限元模型及脉冲激励频谱,进行车内低频结构噪声仿真分析,并应用模态贡献量分析及灵敏度分析等诊断方法,从而制定车身结构的改进措施.实车验证表明,改进方案卓有成效.

摘要： 本发明公开了一种声液固耦合二维超声深滚加工装置，至少包括声学组件、液压组件和工具组件；工具组件包括设置有底座凹槽的底座、设置于底座凹槽中可滚动的并可以对工件表面进行冲击的滚珠；声学组件包括变幅杆、超声波换能器以及与超声波换能器通过导线连接的超声波发生器，超声波换能器安装在变幅杆上；液压组件包括设置于底座上的供液管路，供液管路与底座凹槽相连通。本发明的声液固耦合二维超声深滚加工装置，集成了深滚加工和二维超声加工优点，利用二维超声场和流场耦合作用下产生超声冲击、超声空化和射流抛光，通过滚珠作用在工件上，实现低刚度金属工件优质高效表面强化，并提高滚珠使用寿命。

摘要： 本实用新型属于气流压电换能技术领域，涉及一种基于气‑声‑固多物理场耦合的能量收集装置，所述的能量收集装置包括气流激振系统和换能系统。所述的气流激振系统包括喷嘴和共振腔；所述喷嘴为长方体，其内部为变截面的楔形孔结构，喷嘴入口面积大于出口面积。所述共振腔为为半封闭式方形筒，方形筒的顶部上端为尖劈状，方形筒的底部为密闭结构。至少两个压电换能器以悬臂梁形式垂直固定在共振腔内部下表面的中心线上，形成阵列分布。储能控制电路固定在共振腔底部外侧；所述压电换能器经导线与储能控制电路进行连接。本实用新型结构简单，可微小型化，易于与压电风能采集器集成。此外，该装置具有流速适应性强和能量收集功率密度高的特点。

摘要： 本发明涉及基于声固耦合的复合材料螺旋桨预应力湿模态预测方法，属于叶轮机械仿真技术领域。本发明基于有限元原理，将复合材料螺旋桨的流固耦合湿模态预测通过声固耦合方法实现，通过建立复合材料螺旋桨模型，同时建立相应的流场区域，对复合材料螺旋桨模型模型和流场区域进行网格划分，导入预应力，然后进行分析参数设置，最后输出模态分析结果，能够得出预应力湿模态频率及振型。本发明可预测复合材料螺旋桨在各种振源作用下产生的实际振动响应，充分考虑流体的附加质量的影响，能够实现对复合材料螺旋桨预应力湿模态的高精度预测，提高预测的真实度与可信度。

摘要： 本发明公开了一种基于声固耦合的壳体结构低频声辐射预报方法，采用结构干模态作为输入的声固耦合声辐射预报方法，充分考虑流体压缩性从而提高预报精度，建立壳体结构的有限元模型，通过Block‑Lanczos算法获得几何模型的干模态信息，在统一的声学计算环境下建立壳体结构及其周围声场的声固耦合模型，并进行声振耦合一体化计算分析，同步得到壳体结构的声学响应及结构振动响应，从而实现壳体结构低频声辐射预报，相比传统流固耦合方法充分考虑了流体的可压缩性对结构振动的阻尼效应，从而有效提高低频声辐射预报精度，本方法充分考虑了流体对结构的阻尼作用，相比于传统的流固耦合分析方法具有更高的分析精度，可为舰艇减振降噪工作提供可靠依据。

摘要： 本发明提供一种模拟固体火箭发动机声固耦合响应特性的测量方法，采用橡胶材料模拟推进剂，可以在保证试验的安全的前提下，有效研究火箭发动机声固耦合响应特性，并且具有试验成本低的特点；通过设计主体固定组件，采用支撑框架和弹簧组件将壳体吊装在试验台架上，减小支撑框架的约束作用对试验模型振动特性的影响，壳体被“相对自由”的吊起，精确模拟火箭发动机在工作时的自由边界条件，从而可以从实验上验证结构振荡在条件合适的情况下的确能够引发燃烧室内部的压力振荡，获得更精确的结构振荡到燃烧室内部压强的传递函数以及燃烧室内压力振荡到发动机结构振荡的传递函数。

摘要： 本申请提供了一种用于验证叶片轮盘环形腔声固耦合的模拟试验件设计方法，包括：通过声源激励所述叶片轮盘环形腔，获得叶片轮盘环形腔的声激励频率；确定所述模拟试验件的关键几何参数；将模拟试验件的关键几何参数作为变量，将声激励频率作为目标，通过使得模拟试验件的腔体固有频率与声激励频率基本相当，获得关键几何参数的最优参数；建立盘片耦合共振分析的有限元模型，获得轮盘的共振模态；开展行波振动分析，确定叶片与轮盘是否可被激起振动；开展声腔共振模拟试验，验证声激励频率、腔体固有频率及是否发生声固耦合振动，若发生声腔共振则设计结束，若未能激起腔体共振，则重新设计模拟试验件的关键几何参数，并重复上述过程。

摘要： 本发明公开了一种声固耦合系统噪声优化方法、系统及存储介质，涉及汽车噪声测量及优化技术领域，包括以下步骤：基于FE‑SEA混合法建立车身模型；建立声腔模型；将声腔模型与车身模型的子系统之间耦合连接，得到声固耦合车辆仿真模型；对仿真模型施加激励，得到目标点的噪声；对仿真模型进行声学响应分析，得到各子系统对目标点的噪声声压贡献量；找出关键子系统；对关键子系统进行结构优化；对优化后的车身模型重新执行上述步骤，直到目标点在不同激励、不同工况下的噪声均小于预设阈值。本发明使用FE‑SEA混合法建立车固耦合模型并进行仿真，能够更简便地对汽车噪声性能进行优化，提高汽车性能的同时还能够提高研发效率。

摘要： 本发明公开了一种声固耦合系统结构振动响应预示方法、系统及可存储介质，涉及机械振动噪声分析相关技术领域，具体步骤为：将声固耦合系统解耦为声腔子系统和结构子系统，分别建立各个子系统的模型；对非耦合子系统进行模态分析，分别提取结构子系统和声腔子系统的模态数据，利用结构子系统和声腔子系统的模态数据计算两个子系统之间的模态耦合参数；根据模态耦合参数以及子系统的模型获得声固耦合系统的对偶模态方程；根据对偶模态方程获得系统声固耦合响应；本发明通过将有限元和对偶模态相结合，以提高预示方法的效率，能够为发动机的噪声控制提供数据支持，减少了研发周期，提高了出厂速度，增加了竞争优势。

摘要： 本发明涉及基于声固耦合的复合材料螺旋桨预应力湿模态预测方法，属于叶轮机械仿真技术领域。本发明基于有限元原理，将复合材料螺旋桨的流固耦合湿模态预测通过声固耦合方法实现，通过建立复合材料螺旋桨模型，同时建立相应的流场区域，对复合材料螺旋桨模型模型和流场区域进行网格划分，导入预应力，然后进行分析参数设置，最后输出模态分析结果，能够得出预应力湿模态频率及振型。本发明可预测复合材料螺旋桨在各种振源作用下产生的实际振动响应，充分考虑流体的附加质量的影响，能够实现对复合材料螺旋桨预应力湿模态的高精度预测，提高预测的真实度与可信度。

摘要： 本实用新型提供一种固体火箭发动机声固耦合响应特性的测量装置，通过设计主体固定组件，采用支撑框架和弹簧组件将壳体吊装在试验台架上，减小支撑框架的约束作用对试验模型振动特性的影响，壳体能被“相对自由”的吊起，因此可以精确模拟火箭发动机在工作时的自由边界条件，继而准确分析固体火箭发动机声固耦合响应特性；声源固定在三坐标滑台上，三坐标滑台设置在试验台架上，并可带动高低音喇叭前后移动，以适应不同尺寸的外壳。