基于声辐射模态的耦合封闭声腔有源结构声控制机理

利用声辐射模态进行有源结构声控制(ASAC)是一种全新有效的结构声控制方法.为此,结合结构模态和声模态,研究了基于声辐射模态的ASAC机理.研究结果表明:基于声辐射模态的ASAC机理在于大幅降低主导声辐射模态幅度;从结构模态的角度来看,板控模态频率下的结构模态幅度出现模态抑制,而腔控模态频率下则发生模态重组;从声模态角...     

有限长圆柱壳结构声学设计模型

为进一步明确有限长圆柱壳结构的声学设计模型,推导了具有任意边界条件的任意封闭结构在模态坐标下的流固耦合声辐射有限元/边界元求解方法,利用该方法分析了采用刚性圆板封闭的两端简支有限长圆柱壳在考虑流固耦合影响时的振动和声辐射规律,并与不考虑流固耦合影响、采用单位长度附加质量近似处理流固耦合、考虑流固耦合影响并且用半无限长圆...     

肋骨、舱壁布置形式对圆柱壳水下声振特性的影响

采用结构有限元耦合流体边界元方法对不同肋骨、舱壁布置形式的圆柱壳的流固耦合响应进行了计算。通过波数谱方法,结合柱壳规则波的声辐射效率,对不同波数成分结构波的振动与声辐射进行了量化。运用等间距与不等间距结构振动理论揭示了肋骨、舱壁布置形式对圆柱壳水下振动与声辐射特性产生影响的机理。研究发现:结构不等间距布置的圆柱壳水下振动特性整体上较优,但受壳体周向振动模式影响较大;结构不等间距布置的圆柱壳声辐射特性并不一定优于结构等间距布置的圆柱壳声辐射特性。     

圆柱壳振动声辐射Jacobi-Ritz时域半解析法及特性分析

针对圆柱壳结构瞬态声振特性分析研究不足,结合Newmark-β积分法和Kirchhoff时域边界积分方程,提出一种圆柱壳受迫振动声辐射Jacobi-Ritz时域半解析法。基于一阶剪切变形理论和微元法思想,建立了圆柱壳振动声辐射分析模型,采取Jacobi多项式和Fourier级数表示轴向和周向位移容许函数,基于Rayleigh-Ritz法和Newmark-β积分法计算圆柱壳的受迫振动时域响应,在此基础上,基于Kirchhoff积分方程求解辐射噪声时域响应,分析圆柱壳受迫振动声辐射特性。与有限元方法/边界元方法数值结果对比表明,该方法具备收敛性好、精度高等优点,圆柱壳结构声振响应峰值随边界条件的刚度变弱存在左移现象,振动声辐射响应随厚度的增加呈现下降趋势;当随机载荷峰值频率与结构固有频率接近时,结构声振响应出现强特征线谱。     

一种分析水中结构声振耦合特性的等效源方法

为了精确快速地获取考虑声振耦合作用结构的声辐射特性参数,根据波叠加原理和有限单元法提出了一种水中结构的声辐射特性的高效计算方法.首先,利用波叠加原理和单元体积速度匹配原则,将结构运动方程中的声压项表示为形函数与等效源函数的乘积,再根据耦合界面连续性条件,建立了等效源强与结构位移的关系表达式,从而计算等效源强度,确定声压...     

固体火箭发动机声涡耦合数值仿真

研究固体火箭发动机工作中发生的声涡耦合导致的不稳定燃烧,以及燃烧室空腔变化对压力振荡的影响。对VKI缩比发动机流场采用大涡模拟(LES)方法进行数值模拟,确定数值方法可行。采用有限元和大涡模拟结合的方法,对某固体火箭发动机声涡耦合进行仿真分析,对声场分别采用理论方法和有限元数值方法对声模态和声学特性计算,确定有限元方法精度可靠及大涡模拟方法对流场旋涡流动不稳定捕捉准确,计算结果和试验中压力振荡结果相符。表明研究的该固体火箭发动机发生了声涡耦合引起的纵向1阶声不稳定,且获得了自由容积对压力振荡频率及幅值的影响规律。     

水下航行器声隐身状态快速评估方法

针对传统水下航行器声隐身状态评估方法计算时间长、实时性不强的缺点,将评估由数值计算问题变为基于多传感器信息融合的模式识别问题来解决.通过航行嚣水下辐射噪声工程估算方法与模糊支持向量数据描述相结合,提出了水下航行器声隐身状态快速评估模型.利用加速度传感器测得水下类柱体结构表面振动信息.快速估算出其辐射声压.抽取分析频段内...     

脉冲光声检测化学反应

本文描述了时间可分辨的脉冲光声检测化学反应的原理和方法,分别用园片和园管状ＰＺＴ作为换能器进行光声信号的检测,定量给出了化学溶液非辐射失活过程的动力学信息。     

封闭空间有源结构声控制中次级力的约束优化

为了解决封闭空间有源结构声控制中次级力源在约束条件下的布置问题,建立了封闭空间有源结构声控制约束优化模型,提出了一种约束条件下确定次级力源最优配置参数的方法.以封闭矩形腔为例进行仿真计算,讨论了控制力的数量对控制效果的影响,并在有限元仿真软件COMSOL中对优化结果进行了验证.结果表明:在约束条件下,采用该方法计算得到...     

微穿孔板结构抑制声不稳定燃烧实验

目前抑制燃烧室内声不稳定燃烧的声学装置主要有:隔板、声腔、四分之一波管及赫姆霍兹谐振器等,提出了采用基于赫姆霍兹共振吸声原理的微穿孔板结构作为抑制燃烧室内声不稳定燃烧的装置,由于燃烧室内的高温条件,因此同时考虑了热传导作用对于微穿孔板结构吸声性能的影响。通过ANSYS建立实验测试用燃烧室模型,利用专业声-振分析方面的CAE软件SYSNOISE对实验用燃烧室模型进行数值仿真计算,并与实验结果具有较好的一致性,尤其是在所设计的微穿孔结果的共振频率附近,可以有效地抑制共振峰处的声压值,具有较好的声抑制效果。     

测量阵列布置对基于源强分布声辐射模态的平面噪声源识别的影响

基于源强分布声辐射模态理论给出了结构噪声源识别公式,分析了识别结果对声场分布模态矩阵条件数的灵敏度,并以平板声源为例对影响声场分布模态矩阵条件数的因素进行了重点分析。分析结果表明:与源面平行,传声器间距与等效源间距相等且测量面靠近源面的方阵是最优布置测量阵列,而且这种布置方式可有效提高声场分布模态矩阵条件数。同时,音箱实验结果表明:利用优化后的测量阵列测量数据取得了良好的识别效果。     

战场目标侦察识别系统设计

侦察系统是作战指挥系统的重要组成部分。现代侦察系统设计,必须根据任务需求,确定关键技术,采用有效的方法手段和安全可靠的工作方式,以便迅速、准确获取战场信息。本文介绍了一个战场目标声识别系统,并提出了解决关键技术与系统功能模块化设计的方案。     

一种高阶累积量的模态参数辨识方法改进及其应用

高阶累积量的模态参数辨识方法能够消除高斯噪声的影响。但基于传统的高阶累积量降阶方法的子空间模态参数辨识方法具有一定的缺陷。为此,提出2种降阶方法用于高阶累积量的子空间模态参数辨识方法,并对这2种方法进行了比较。利用主切片方法对某变截面轴进行了模态参数识别,获得了与有限元法相一致的计算结果,从而证明了该方法的可靠性。该方法的辨识质量较高,能够用于一般结构的模态参数辨识。     

基于遗传算法的复合材料圆柱壳水下声辐射优化

为了降低艇体的振动噪声,建立了复合材料圆柱壳的有限元模型,并对其水下振动和声辐射特性进行了研究。在此基础上,分析了复合材料圆柱壳水下声辐射的优化模型;基于遗传优化算法,以复合材料铺层角度为设计变量,以流固耦合面内辐射声压的最大值为优化目标,进行了优化分析。结果表明:对复合材料圆柱壳的铺层角度进行优化设计可以有效提高其声辐射性能,相比对称铺层方式,优化后的远场辐射声压级在50～300Hz频段内平均降低了3.6dB。该结果验证了优化设计的有效性,为下一步进行大型复杂水下结构的声辐射优化研究提供了一定的思路。     

楔形变截面钢-混凝土组合梁弯曲和自由振动的求积元分析

基于改进的Newmark组合梁模型和平面应力模型分别建立考虑界面滑移的楔形变截面钢-混凝土组合梁的一维和二维求积元单元。对组合梁的弯曲、自由振动问题进行计算分析,将两类单元的计算结果进行比较和讨论。结果表明,对于工程结构中常见的楔形变截面组合梁的弯曲问题,可以采用自由度较少,计算成本较低的一维模型;对于自由振动问题,一维模型可以较为准确地描述一阶振动模态;若需对高阶振动模态进行分析,可选用更为准确的二维模型。     

基于VMD与数学形态学分形维数的战场声目标识别

为快速识别直升机与坦克的声信号,提出了一种变分模态分解(VMD)与分形维数相结合的声学目标识别方法。对目标声信号进行VMD分解,根据目标声信号的频域能量分布确定分解的模态(IMF)数目;通过数学形态学方法计算各个IMF的容量维数与信息维数,并以此为特征向量;利用BP神经网络分类器对直升机与坦克声目标进行识别,通过与传统EMD融合计盒维数的方法进行对比,验证了所提方法具有更高的识别率和运算速度。     

双速制声自导鱼雷主动开机时机研究

鱼雷主动声自导寻的信号是潜艇探测来袭鱼雷的主要信息源之一,主动声自导开机时机是鱼雷发射时需要设定的重要参数,它直接影响鱼雷攻击的隐蔽性。通过分析双速制鱼雷辐射噪声对潜艇鱼雷报警距离的影响,提出了一种双速制鱼雷直航搜索阶段的变速策略,在此基础上建立了鱼雷主动声自导开机时机解算模型,仿真结果表明,此方法简单高效,结论详实可信,对双速制鱼雷发射诸元解算具有一定的实用价值。     

脉冲激励下船舶结构谐振响应预报及其模态阻尼参数识别

从模态识别基本原理出发,对脉冲激励下的时-频域响应、谐振激励下的时域响应的表达式进行推导,找到了其时-频域下的幅值关系,认为一定条件下谐振响应中伴随自由振动成分短时间内难以衰减,指出谐振激励力幅值与脉冲力幅值相等时,脉冲响应频谱对应频率下的幅频与谐振下的强迫振动幅值相等。在建立响应等价关系的基础上,推导了仅通过脉冲响应频谱上有限个谱线信息所确定的某阶模态阻尼比的计算公式。利用船体梁模型验证了响应预报及阻尼比估算的准确性。完成了2块不同材料典型船体板单元模型的前8阶模态阻尼比测试,通过数值计算结合试验响应频谱验证了方法的快速性、可靠性。     

基于声辐射模态的双面Patch近场声全息技术

针对近场声全息技术在应用过程中遇到的外界干扰和测量孔径效应的双重问题,提出了基于源强密度声辐射模态理论的双面Patch近场声全息技术。经过理论分析和公式推导,建立了由声辐射模态叠加表达的声场声压数学模型。首先,采用双面声场分离技术清除测量面背向干扰源的影响;然后,对分离数据进行内插与外推,等效增加声源在全息面处的声压数据,减小了测量间隔;最后,获得了声源在非自由声场环境下具有高空间分辨率的全息图像。与传统的分离方法和Patch技术相比,所提方法综合考虑了相关参数的优化选择与控制,便于应用与推广。为了验证该方法,在理论工作的基础上,以刚性脉动球为对象进行了仿真研究,以音箱为对象进行了试验测试,相关结果证明了该方法的有效性与正确性。     

冲击动力学分析中密集模态问题的研究

理论解释了密集模态对响应的放大效应,提出了一种处理密集模态的方法:考虑阻尼效应,假定冲击设计输入加速度发生在冲击开始后的1/4周期,得到密集模态响应的实际时间历程,将密集模态实际时间历程响应叠加后以一阶模态响应形式与非密集模态响应进行NRL合成,最终得到总响应.用一个工程实例验证了提出的理论和方法,结果表明:密集模态对...