空调室外机钣金结构辐射噪声分析与优化

针对空调室外机背面位置处在压缩机5280 r/min转速下的出现两倍频(176 Hz)噪声峰值异常高的问题,基于双转子压缩机工作原理,计算双转子压缩机吸排气过程的两倍频转动力矩;建立空调室外机整机有限元模型,施加两倍频转动力矩,应用模态线性叠加法计算整机的频率响应,经过模态测试确定在176 Hz附近整机钣金存在共振,导...     

声学超材料对低频噪声的消声特性

针对低频噪声较难消除的问题,设计了亥姆霍兹共振腔与声学超材料薄膜耦合的消声结构,在利用有限元软件进行屈曲分析薄膜的临界状态得知声学超材料薄膜结构临界失稳力为0.087 N·m,利用COMSOL声固耦合模块研究薄膜形态对传递损失峰值频率的影响.结果表明:薄膜扭转角度由0?增加到30?时,薄膜总体刚度增加,传递损失峰值对应...     

数控裁剪机切割刀壳体振动噪声预测分析

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...     

振动噪声等高图的电驱动桥噪声预测及优化*

在项目开发前期通过优化电驱动桥扭矩特性的设计,可以规避噪声大问题。根据电驱动桥台架在对应扭矩下的振动噪声特性,提出了一套稳定高效的测试流程和分析方法。首先设计了一套完整的试验流程,制定了精准的数据分析方法。然后绘制出能够全面反映电驱动桥振动噪声特性的等高图。最后利用电驱动桥台架的振动噪声等高图,准确评估电驱动桥加速工况下振动噪声风险,为主机厂和电驱动桥零部件企业提供电驱动桥扭矩特性设计前期指导。利用该方法成功识别到某电驱动桥匀速及加速工况下电机及齿轮的啸叫问题。通过优化电驱动桥扭矩特性设计,电机48阶噪声峰值降低了8.5dB(A),确认该方法准确可靠,具备推广应用价值。     

车内某高频噪声的分析和优化控制

针对某柴油皮卡车型在急加油门时出现的高频噪声,利用声学滤波技术确定其噪声能量主要分布在9000～1400 Hz频段。采用近场声学测试、声振频谱分析等方法锁定噪声源来自废气再循环冷却器。通过理论分析和计算流体动力学数值仿真技术,研究了该废气再循环冷却器波纹管处介质流场情况,流场的不均匀性和大涡流是辐射高频噪声的主要原因。仿真分析显示优化设计后该高频噪声得到明显改善,最后通过整车实验验证,结果显示优化效果良好。     

混凝土箱梁相似模型结构噪声对比分析*

为探讨混凝土箱梁噪声的时变特性,以京沪高铁32 m混凝土简支箱梁为原型,制作了1:10的缩尺模型,通过模态试验的方法验证箱梁模型与原型的相似关系,通过声学试验验证箱梁声学计算模型的正确性。然后,建立了箱梁缩尺模型与原型两种计算模型,利用有限元和边界元法求出两种模型的瞬态结构噪声。研究发现,箱梁缩尺模型与箱梁原型的材料参数满足一定关系,模型试验的方法能够验证箱梁模型与箱梁原型之间符合相似关系,箱梁模型的振动噪声测试结果能真实反映原型振动噪声水平。两种模型的结构噪声在时域内声压级及对应场点的声压存在一定相似关系。该研究可为箱梁缩尺模型结构噪声反演至箱梁原型提供依据,所采用的方法和得到的结果对桥梁结构振动与声辐射实验研究具有参考作用。     

基于水下滑翔机的海洋环境噪声测量系统*

水下滑翔机是一种新型的水下潜器,将其用于海洋环境噪声测量具有很大的应用潜力。选择的平台是“Petrel II”滑翔机,为其设计和实现了深水水听器和数据采集系统。深水水听器具有耐高静水压和高灵敏度的特点,并通过了60MPa的高静水压力试验;数据采集系统具有体积小、功耗低、控制灵活和易于扩展的特点。搭载声学测量系统的滑翔机顺利通过水池测试和海上试验,测试结果验证了技术方案的可行性和系统工作的稳定性,可为深入进行海洋环境噪声时空特性实验研究提供技术支持。     

水下声学浮标南中国海海洋环境噪声实测分析

海洋环境噪声是多种自然噪声和人为噪声的复杂组合,其谱级大小和频率组成是影响声呐系统探测性能的重要参数,鉴于海洋环境噪声时空域特性非常复杂,需要对海洋环境噪声进行长时间和大范围的观测才足以分析其特性。该文通过在多剖面水下浮标平台基础上集成声学测量系统,研制了一种具有海洋环境噪声监测能力的水下声学浮标平台,该浮标平台可多次上浮、下潜,具备原位坐底和定深漂流两种工作模式,能连续观测海洋环境噪声时长多达数月。利用2019年8月在南中国海海区组织的多台水下声学浮标试验某一天的数据,给出了20 Hz、63 Hz、100 Hz、200 Hz、400 Hz、800 Hz、1.6 kHz和3.15 kHz 8个频点中心处海洋环境噪声谱级随时间变化,讨论了附近航船噪声对其的干扰影响。试验表明,水下声学浮标可作为一种潜在的优势水下漂流移动平台,用于监测关注海域海洋环境噪声特性。     

米勒循环汽油机燃烧噪声诊断与优化*

对某搭载米勒循环增压汽油机SUV在低速高负荷区域出现的“哒哒”异响进行诊断分析及优化。噪声振动信号傅里叶变换、滤波及燃烧缸压频谱对比分析,确认异响为1～3.5kHz的燃烧噪声。通过对米勒循环结构分析,确认异响产生根本原因为小升程进气凸轮进气时间短、阻力大和增压器低速性能不足,在低速中高负荷节气门全开下,采用了过大的点火提前角,导致气缸压力急剧升高诱发高压力升高率,带来燃烧噪声。通过对异响工况点火提前角进行优化,最高压力升高率及1～3.5kHz缸压频谱成分优化明显,异响消除,且发动机性能变化不大。     

对称折叠通道结构的低频通风吸声体*

为了消除或减少低频噪声,该文 提出了一种低频通风超材料吸声体,该吸声体由对称的折叠通道结构组成,具有深度亚波长、高通风空间占比和低频高效吸声的特性.通过传递矩阵方法、有限元模拟和四麦克风实验法,揭示了对称折叠通道结构通风吸声的物理机制.首先在理论上分析单个吸声体的通风吸声性能并进行了仿真模拟,在共振频率423 Hz附近,吸声系数大于0.9,通风空间占比高达40%.吸声单体的共振频率可通过改变折叠通道的长度来灵活调控,组合多个不同共振频率的吸声单体可以拓宽吸声体的有效吸声带宽.由四个吸声单体组合的通风吸声体可实现314－366 Hz频率范围内的高效声吸收(吸声系数大于0.8),且通风空间占比达到35%,而结构厚度仅为314 Hz时波长的1/10.该低频通风吸声体具有结构简单、结构强度高和容易制造等特点,在低频通风降噪领域有着潜在的应用前景．     

Fundamental accuracy of time domain finite element method for sound-field analysis of rooms

This paper presents an assessment of the accuracy and applicability of a time domain finite element method (TDFEM) for sound-field analysis in architectural space. This TDFEM incorporates several techniques: (1) a hexahedral 27-node isoparametric acoustic element using a spline function; (2) a lumped acoustic dissipation matrix; and (3) Newmark time integration method with an absolute diagonal scaled COCG iterative solver. Sound fields in an irregularly shaped reverberation room of 166 m³ are computed using TDFEM. The computed values and measured values for 125-500 Hz are compared, revealing that the fine structure of the computed band-limited impulse responses agree with measured ones up to 0.1 s, with a cross-correlation coefficient greater than 0.93. The cross-correlation coefficient decreases gradually over time, and more rapidly for higher frequencies. Moreover, the computed decay curves, and the reverberation times, agree well with the respective measured ones, and with a better fit the higher the frequency (up to 500 Hz).     

一维非线性声波传播特性

针对一维非线性声波的传播问题进行了有限元仿真和实验研究. 首先推导了一维非线性声波方程的有限元形式, 含有高阶矩阵的非线性项导致声波具有波形畸变、谐波滋生、基频信号能量向高次谐波传递等非线性特性. 编制有限元程序对一维非线性声波进行了计算并对仿真得到的畸变非线性声波信号进行处理, 分析其传播性质和物理意义. 为验证有限元计算结果, 开展了水中的非线性声波传播的实验研究, 得到了不同输入信号幅度激励下和不同传播距离的畸变非线性声波信号. 然后对基波和二次谐波的传播性质进行详细讨论, 分析了二次谐波幅度与传播距离和输入信号幅度的变化关系及其意义, 拟合出二次谐波幅度随传播距离变化的方程并阐述了拟合方程的物理意义. 结果表明, 数值仿真信号及其频谱均与实验结果有较好的一致性, 证实计算方法和结果的正确性, 并提出了具有一定物理意义的二次谐波随传播距离变化的简单数学关系. 最后还对固体中的非线性声波传播性质进行了初步探讨. 本研究工作可为流体介质中的非线性声传播问题提供理论和实验依据.     

求解辐射传递的非结构混合有限体积／有限元法

本文给了一种适用于任意非结构网格的有限体积/有限元法的混合算法用于求解多维半透明吸收、发射、散射性灰矩形介质内的辐射传递.该方法使用有限元法进行角度离散,有限体积法进行空间离散.与基于辐射传递离散坐标方程的方法不同的是,该方法在迭代求解的过程中,针对每一个空间体元,所有角度方向的辐射强度同时耦合求出.通过两个算例验证了该解法的正确性.     

基于模态匹配法的接触刚度

提出一种间接测量平面接触刚度的方法,准确量化粗糙表面的接触刚度,使得整个支架系统的固有频率模拟与测试结果得到良好的匹配。基于接触刚度模型、ANSYS有限元模拟方法以及模态测试方法,以地脚螺栓固定方式的测试件为例,验证了间接测量方法的准确性,使接触刚度得到准确量化。该方法可以为提高加速器磁铁支架系统的整体刚度提供依据。     

An explicit time-domain finite element method for room acoustics simulations: Comparison of the performance with implicit methods

This paper presents the applicability of an explicit time-domain finite element method (TD-FEM) using a dispersion reduction technique called modified integration rules (MIR) on room acoustics simulations with a frequency-independent finite impedance boundary. First, a dispersion error analysis and a stability analysis are performed to derive the dispersion relation and the stability condition of the present explicit TD-FEM for three-dimensional room acoustics simulations with an infinite impedance boundary. Secondly, the accuracy and efficiency of the explicit TD-FEM are presented by comparing with implicit TD-FEM using MIR through room acoustics simulations in a rectangular room with infinite impedance boundaries. Thirdly, the stability condition of the explicit TD-FEM is investigated numerically in the case with finite impedance boundaries. Finally, the performance of the explicit TD-FEM in room acoustics simulations with finite impedance boundaries is demonstrated in a comparison with the implicit TD-FEM. Although the stability of the present explicit TD-FEM is dependent on the impedance values given at boundaries, the explicit TD-FEM is computationally more efficient than the implicit method from the perspective of computational time for acoustics simulations of a room with larger impedance values at boundaries.     

Influence of intraocular pressure on geometrical properties of a linear model of the eyeball: Effect of optical self-adjustment

In general, visual acuity does not change with variations in intraocular pressure. Experiments in vitro as well as our clinical findings lead us to hypothesise that the eyeball could possess certain mechanical properties enabling it to automatically produce a sharp image on the retina despite variations in intraocular pressure. Previously reported simple biomechanical models of the eye did not confirm this hypothesis. Here, we propose a generalised mechanical model of the eyeball in which we include an appropriate limbus ring that mimics the ciliary body and the iris. The Finite Element Method is used to model the eyeball and to test its behaviour. A set of geometrical and material parameters has been determined for the model so that the postulated function of the eye is preserved. Numerical simulations have confirmed the hypothesis. The anatomically justified inclusion of the limbus ring in the proposed model of the eyeball makes it more realistic than those previously reported.     

Finite element modal solutions of planar photonic crystal fibers with rectangular air-holes

Modal solutions of planar photonic crystal waveguides with rectangular air-holes are presented by using a rigorous full-vectorial finite element-based approach. The effective indices, mode field profiles, spot-sizes, power confinements, modal hybridness, beat lengths and group velocity dispersions are shown for the fundamental and higher order modes of the quasi-TE and TM polarizations.     

近场头相关传递函数的数值计算与特性分析

建立了近场头相关传递函数(HRTF)的边界元算法,针对刚性圆球人头简化模型,利用解析计算结果对其进行了验证,然后依据GB/T2428-1998建立了一个椭球人头模型,利用边界元算法计算了中低频多个空间方位的近场HRTF,并对其随方位和距离的变化特性进行了分析。     

大口径光学望远镜拼接镜面关键技术综述

为了抑制微振动对拼接式望远镜成像的影响,针对共相装置镜面组件进行了模态测试及动力有限元修正。由于其结构和接触复杂,将模型进行了简化;基于模态测试结果,采用改进正交模型-正交模态法（improve cross mode-cross mode method,ICMCM）对有限元模型进行动力修正;对修正后模型进行了阶跃响应求解,并与实测结果对比,以验证模型修正的有效性。测试结果表明：修正后的模型一阶频率误差由5.2%下降至0.2%,阶跃响应与仿真6个测试点的位移峰值、峰值时间基本一致,位移峰值最大误差为8.8%。研究结果表明,将镜面组件简化后再通过ICMCM法修正,在提升计算效率的同时可保持模型的准确性。