| 基于拓扑优化的声学结构材料分布设计 |
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| 引用本文： | 杜建镔,宋先凯,董立立.基于拓扑优化的声学结构材料分布设计[J].力学学报,2011,43(2):306-315. |
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| 作者姓名： | 杜建镔 宋先凯 董立立 |
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| 作者单位： | 1. 清华大学航天航空学院;2. 清华大学精密仪器与机械学系; |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目(10672087,90816025)~~ |
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| 摘 要： | 本文针对结构的声学设计问题进行研究，通过优化两种不同的材料在结构设计域内的拓扑分
布来最小化谐振结构所产生的声场中指定参考面/参考域内的声压。在研究中假定结构为线弹性小变
形结构，材料阻尼为Rayleigh阻尼，声学介质为无粘、可压缩、小扰动流体。对结构响应采用有限
元格式进行计算，对声场采用基于Helmholtz积分的边界元格式进行计算，由于声场在无穷远自由边
界的无反射条件在边界积分中能自动得到满足，该格式特别适合于具有开放边界的声场计算。建立
了结构有限元-声场边界元格式的耦合系统拓扑优化模型，导出了耦合系统敏感度分析的一般格式及
伴随格式。数值算例验证了所提出的结构-声学耦合系统优化方法的有效性和可靠性，并揭示了基于
声学准则的拓扑优化结果的有关特性
关键词边界积分，结构声学耦合系统，拓扑优化，敏感度分析，伴随方法
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| 关 键 词： | 边界积分 结构声学耦合系统 拓扑优化 敏感度分析 伴随方法 |
| 收稿时间： | 2009-09-24 |
| 修稿时间： | 2010-02-01 |
DESIGN OF MATERIAL DISTRIBUTION OF ACOUSTIC STRUCTURE USING TOPOLOGY OPTIMIZATION |
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| Du Jianbin
,
Song Xiankai
,
Dong Lili.DESIGN OF MATERIAL DISTRIBUTION OF ACOUSTIC STRUCTURE USING TOPOLOGY OPTIMIZATION[J].chinese journal of theoretical and applied mechanics,2011,43(2):306-315. |
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| Authors: | Du Jianbin Song Xiankai Dong Lili |
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| Institution: | Du Jianbin~(*,2)) Song Xiankai~* Dong Lili~ *(School of Aerospace,Tsinghua University,Beijing 100084,China) (Department of Precision Instruments and Mechanology,China) |
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| Abstract: | Analysis and design of the acoustic structure are studied in the present paper.The sound pressure on a prescribed reference plane/domain in the acoustic field that is generated by the vibrating structure is minimized by two-phase damping material distribution optimization over the structural domain.The Finite element method-Boundary element method(FEM-BEM) based structural-acoustic coupling topology optimization model is established.The sensitivities of the coupling variables with respect to the design vari... |
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| Keywords: | boundary integral structural-acoustic coupling system topology optimization sensitivity analysis adjoint method |
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