基于统计能量法的邮轮典型舱室隔声降噪研究

豪华邮轮被视为世界造船“皇冠上的明珠”,不同于普通船舶,豪华邮轮的舱室多达上千间;随着国际上对邮轮的舒适性以及隔声降噪的要求越来越高,因此有必要研究邮轮典型舱室的隔声降噪技术。本文以国产首制豪华邮轮典型模块化舱室为研究对象,基于统计能量法对舱室进行噪声评估分析;通过数值仿真的方法对单层结构不同材料隔声板的隔声性能进行分析,并研究了厚度、密度对其隔声量的影响;进一步研究了复合隔声板的隔声性能,同时针对不同区域的噪声提出相应的隔声板敷设方案,从而实现邮轮典型舱室的隔声降噪。

基于有限元-统计能量法的结构隔声性能预测模型研究

隔声结构广泛应用于船舶舱室壁板等区域,实现对结构隔声性能高效、准确地预测对于隔声结构理论设计与工程应用具有重要意义。采用理论公式、COMSOL有限元分析法和VA One统计能量分析法建立钢板隔声性能计算模型。基于试验值,探究不同方法的频率适用范围,实现分频段高精度计算板结构的隔声性能。研究结果表明,在125~4000 Hz频率范围内,分段结合使用3种方法进行计算,对比试验值平均隔声量误差小于1 dB。厚度不变,薄板尺寸等比例扩大,各个中心频段范围内模态数增多,统计能量法高精度计算薄板隔声量的起始频率向低频移动。

基于虚拟统计能量法的运载火箭声振环境预示

运载火箭在飞行过程中要面临复杂且恶劣的力学环境,其中跨声速段引起的声致振动最为严酷,因此准确预示跨声速火箭声振环境是火箭研制成功的重要基础之一。噪声试验是准确预示运载火箭声振环境有效的方法,但不利于研制早期阶段暴露潜在的力学风险。为此,研究将基于虚拟统计能量法应用于运载火箭声振环境预示,通过对比某运载火箭舱段噪声试验试验结果和虚拟统计能量法的仿真预示结果,证明了虚拟统计能量法可实现全频域的运载火箭声振环境预示。

用统计能量方法分析和优化前围声学包

前围声学包是阻隔机舱内噪声向车内传递的最主要手段。建立SEA模型,从材料参数、厚度和覆盖率等方面分析内前围的隔声性能,从泄漏方面分析过孔件的隔声性能,对前围声学包进行优化,以提高其隔声性能,降低整车车内噪声。

带气膜阻尼悬臂平板振动特性的统计能量分析

针对航空发动机风扇叶片气膜阻尼的结构设计,采用统计能量分析法深入分析了气膜阻尼系统的振动特性,建立了带气膜阻尼悬臂平板的阻抗传递模型。基于多物理场耦合机理,将气膜内气体的流动分别等效为不可压缩和可压缩流体的流动,推导出气膜阻尼结构的阻尼比方程,研究了带气膜阻尼悬臂平板全频段范围内的振动特性。结果表明:气膜阻尼系统对平板有很好的抑振作用,并且气膜阻尼系统的振动存在临界频率,在临界频率以下,不可压缩流体模型与可压缩流体模型几乎无差异,但在临界频率以上,可压缩流体模型能够更好地计算气膜阻尼系统的阻尼比,更符合实际流体的泵吸效应。

基于统计能量法泡沫铝三明治板隔声性能研究

针对泡沫铝三明治板隔声性能较难评估的问题,提出简单可行的基于统计能量评估方法。以泡沫铝三明治板结构为研究对象,基于统计能量法对其隔声性能进行数值计算,并与实验结果进行比较分析,验证了数值计算方法的可行性。利用此方法研究泡沫铝三明治板结构的夹芯泡沫铝厚度、孔隙率以及增加空气层对其隔声性能的影响,发现当夹层泡沫铝厚度为10mm、孔隙率为70%时三明治板隔声效果最佳,泡沫铝厚度平均每增加10mm其隔声量增加2dB,同时增加空气层可以增加其隔声量。

基于有限元法对比的统计能量法研究

对典型结构板、梁进行了有限元和统计能量法动态响应分析,验证了统计能量法解决高频问题的有效性。 对统计能量分析的统计平均原理进行了理论探讨,得出提高统计能量预示精度的几种措施,为统计能量法的成功应用提 供了参考。

结构辐射噪声统计能量分析中参数的灰色预测

统计能量分析模型中系统参数的确定是应用统计能量分析的一个难点,文中在应用统计能量分析计算水下双层加筋圆柱壳体的振动和声辐射过程中,通过灰色预测来辨识系统的统计能量分析参数.首先进行了模型实验,在实验数据基础上建立参数间的灰色预测模型,然后求解灰色模型方程得到系统的参数.这种方法避免了研究系统内部复杂的形成机理,而灰色预测理论又能充分考虑到系统的不确定性,所以在统计能量分析的应用中具有一定的实用价值.最后通过对实验和计算结果的对比分析,证明了计算结果是正确的,从而证明了该算法是可行和有效的.

统计能量分析中的统计方差分析

统计能量分析是一种分析复杂动态系统结构声振耦合响应的有效方法,而结构响应的统计估计是评价分析准确性的基本依据。本文从功率流平衡方程出发,推导了各个子系统能量方差、耦合系数的表达式,并分析了置信区间的误差函数。最后通过数值算例,计算结果与VAONE进行了对比,验证了本文方法的有效性。

统计能量法及其在提速客车噪声预测中的应用

为了预测提速客车内部噪声能量分布及噪声传递路径,用统计能量法对其进行了分析,讨论了统计能量法分析复杂振声系统的基本原理及稳态振声系统统计能量分析的基本方程.以唐山车辆厂提速客车为应用实例,获得了车内总的声功率在车底架、窗玻璃等主要传递路径上的能量分布,并给出了车窗双层玻璃不同厚度的高频响应以及车底架地板涂抹阻尼材料吸收低频声能的机理的治理措施.

运用统计能量分析法进行轿车内室噪声的仿真

建立了一个统计能量分析 (SEA)模型用以轿车内室噪声的仿真计算 .结果表明 40 0～ 5 0 0 0Hz频率范围内的空气噪声和固体噪声都适用于统计能量分析方法 .SEA模型的计算与车内声压水平实测值精度在主要频带达到 3dB以内 .

车内噪声统计能量分析预测与试验

阐述了统计能量分析方法的基本原理,利用统计能量分析(SEA)方法将某国产轿车划分为41个子系统,建立了国产某轿车三维实体模型。用解析方法计算了各形状规则子系统的输入参数,采用导纳法对复杂结构子系统的模态密度进行测试,利用稳态能量流方法测量了复杂结构的内损耗因子。计算了结构-结构、结构-声腔以及声腔-声腔间的耦合损耗因子。通过试验测量了动力总成振动和路面随机输入对车身的激励,并在消声室内对发动机舱声激励进行了测试,建立了被试轿车的CFD模型,对车外风激励进行了仿真计算。在上述研究工作的基础上,建立了该轿车的SEA模型,分析预测了车内噪声的1/3倍频程频谱,并与试验结果进行了比较,证实了本文所建统计能量分析模型的可信性。结果表明,所建立的SEA模型能够满足工程上在汽车产品开发设计阶段对车内中高频噪声分析预测要求。

功率流理论、统计能量分析和能量有限元法之间的关联性

基于能量的方法由于可以克服传统结构动力学在分析高频问题的某些不足,因而在很多工程领域得到广泛应用。本文全面回顾了功率流理论、统计能量分析、能量有限元法四十年以来的研究进展,以功率流理论为线索,将统计能量分析和能量有限元法进行了较全面的讨论,并将其归纳到基于能量的分析方法的理论框架内。最后,比较三种理论的基本原理,并指出它们在基于类似的能量平衡方程,输入和损耗功率表达形式上的关联性。而且还指出了它们在处理结构振动和声辐射问题上各自适用的频率范围。

统计能量分析参数的综合确定方法及应用

根据统计能量分析(SEA)法,对某卫星声振环境和某返回舱噪声环境进行了计算分析。提出了仅通过一次试验获取SEA参数的综合确定方法,根据这种方法对SEA模型参数进行修正,利用修正过的参数计算的卫星结构响应结果与试验结果更加接近。另外,还针对SEA模型参数的灵敏度问题进行了分析。在返回舱的应用中,将SEA法预示结果与曲线拟合方法预示结果及试验结果相比较,结果说明三者一致。

基于统计能量法的排气管道系统的振动和噪声分析与研究

基于统计能量分析(SEA)原理,结合压缩机排气管道系统的实际结构尺寸建立了SEA模型。采用理论及经验结果讨论了统计能量分析法三个重要参数确定,利用现场测试壳体加速度来确定输入功率。运用AutoSEA2004仿真软件预测了距离管道系统外部一定距离的声压级,并与现场测试所得数据进行了对比分析,结果表明,预测管道系统的总声压级为102.7dB(A),比实测结果低4.2dB(A),在500 Hz以上主要频段上,预测曲线与实测曲线吻合较好,为管道系统噪声治理提供了数值仿真依据。

基于高级统计能量分析的周期加筋板振动特性研究

统计能量分析(statistical energy analysis,SEA)是复杂耦合系统中、高频动力学特性计算的有力工具.本文以波传播理论和SEA的基本原理为基础,研究周期加筋板中弯曲波传播特性.分析了周期结构的频率带隙特性和加强筋对板上弯曲波的滤波特性对SEA计算结果的影响规律,发现经典SEA由于忽视了加筋板中物理上不相邻子系统间存在的能量隧穿效应,而导致响应预测结果产生最高近40 d B的误差.为了解决这一问题,本文应用高级统计能量分析(advanced statistical energy analysis,ASEA)方法,考虑能量在不相邻子系统间的传递、转移和转化的物理过程,从而大幅提高子系统响应的预测精度,将误差在大部分频段降低至小于5 d B.设计了模拟简支边界条件的加筋板振动测试实验装置,实验测试结果与有限元结果符合较好,对理论模型进行了验证.

基于统计能量分析法的船艇机舱噪声建模计算

根据统计能量分析法的原理,结合某型军用船艇机舱实际结构建立了机舱的物理及数学模型。运用表面速度振动测量法确定了发动机的输入声功率,采用理论及经验公式讨论了统计能量分析法其它参数确定。将机舱噪声预测值与实验值进行了对比分析,结果表明,预测机舱总声压级为93.8 dB(A),比实测结果低2.9 dB(A).在315 Hz以上主要频段上,最大误差在4 dB(A)以内,最小达到0.3 dB(A).预测曲线与实测曲线吻合较好。

汽车车外噪声预测的统计能量分析方法

为了对车外噪声进行预测,提出一种基于统计能量分析(Statistical energy analysis,SEA)原理分析预测车外噪声的新方法,建立包含47个车身结构和车外声腔子系统的车外噪声分析预测SEA模型,采用理论计算方法确定各形状规则子系统的模态密度与内损耗因子,对车门等复杂车身结构子系统的模态密度与内损耗因子进行试验测试,计算线连接、面连接子系统间的耦合损耗因子。确定所研究车型55km/h的车速作为车外噪声预测的计算工况,通过试验测量动力总成悬置振动和路面随机输入对车身的激励,并在半消声室内对发动机舱辐射的声激励进行测试,建立被试轿车的计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)模型,对车外噪声预测工况下车身外表面的风压激励进行仿真计算。利用参数化及施加激励后的车外噪声SEA预测模型进行车外噪声的分析预测,并与试验结果进行对比,结果表明预测结果与试验结果间的差值小于2dB(A),相对误差小于2.7%,从而验证了所提出的车外噪声预测方法的有效性,该方法能够满足工程上在汽车产品开发设计阶段对车外噪声分析预测的要求。进一步分析不同截面形状的预测声腔及声腔厚度变化对车外噪声预测结果的影响。结果表明,随着预测声腔厚度的增大,声压级逐渐减小,不同截面形状的预测声腔对车外噪声预测结果影响较小。

高速车辆内部气流噪声的统计能量分析

在风洞试验的基础上 ,分析了气流噪声向车内传播的基本途径 ;根据统计能量分析 (SEA)理论 ,建立了车辆模型的固体传声和泄漏声 SEA模型 ,确定了模型各子系统的 SEA参数 ;通过编程求解 ,对由车外脉动压力诱发产生的车内气流噪声进行了理论计算 ,与风洞试验结果相比 。

基于统计能量分析的船舶舱室阻尼降噪布置优化

[目的]对船舶舱室噪声阻尼控制进行布置优化研究,以提高阻尼减振降噪效果和降低阻尼重量。[方方法]首先,基于SEA理论,对声腔子系统的A计权声压级关于子系统阻尼损耗因子的一阶灵敏度进行理论推导与数值分析。同时,提出阻尼材料的布置数学优化模型并设计优化程序,运用MATLAB对VA One进行二次开发,建立舱室噪声阻尼控制布置优化系统。然后,在此基础上,将阻尼敷设分为5个区域,每个区域的阻尼厚度比为优化变量,以阻尼涂层的总重量为目标函数,以目标舱室的A计权声压级为约束条件,建立实船SEA优化模型并进行布置优化数值研究。[结果]研究结果表明,通过优化程序计算可以得到各区域阻尼敷设的最佳厚度,优化后的阻尼重量可减轻60.4%,有效提高了单位重量阻尼的降噪效果。[结论]该研究成功解决了舱室阻尼降噪的阻尼敷设位置和厚度的选择难题,为阻尼的声学设计提供了可靠的分析方法和指导。