[发明专利]一种无限大障板上平板的声辐射效率获取方法

说明书

本发明涉及一种无限大障板上平板的声辐射效率获取方法，包括以下步骤：构建在平板平面内产生的声压分布模型，所述声压分布模型采用Rayleigh积分形式表示；对所述平板进行离散化处理简化所述声压分布模型，并通过计算得到整个平板的表面的声压值；根据平板的表面的声压值和表面的速度值计算所述平板的声辐射效率。本发明能够有效获取无限大障板上平板的声辐射效率。

技术领域

本发明涉及声辐射效率获取技术领域，特别是涉及一种无限大障板上平板的声辐射效率获取方法。

背景技术

在FEM-SEA混合计算中，有限元板-统计能量法声腔或者有限元板-统计能量法半无限场的混合模型需要计算有限元板的辐射效率，因此亟需一种有效的有限元板的声辐射效率获取方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无限大障板上平板的声辐射效率获取方法，能够有效获取无限大障板上平板的声辐射效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种无限大障板上平板的声辐射效率获取方法，包括以下步骤：

构建在平板平面内产生的声压分布模型，所述声压分布模型采用Rayleigh积分形式表示；

对所述平板进行离散化处理简化所述声压分布模型，并通过计算得到整个平板的表面的声压值；

根据平板的表面的声压值和表面的速度值计算所述平板的声辐射效率。

所述构建在平板平面内产生的声压分布模型，所述声压分布模型采用Rayleigh积分形式表示，包括：

将平板的声场的受挡边界用所述平板嵌入到无限大刚性平面的模型表示，其中，平板的面积即为声场的有效辐射面积A，所述无限大刚性平面记为A′，在无限大刚性平面内，声场的位移恒为零；

若单位位移w(0,0)＝1产生的声压分布为g(x)，其中，x＝[x₁ x₂]^T表示平板内的坐标，对于给定位移w(x)，在平板平面内产生的声压为：p(x)＝∫_Ωg(x-x′)w(x′)ds，其中，p(x)为平板平面内产生的声压，Ω＝A∪A′，g(·)为声场的格林函数，ρ为声场的密度，k_a为声场的波数，ω表示圆频率，x′表示平板外声场中某一点，ds表示平板面积微元；

令r＝|x-x′|，则其中，v(x′)＝jωw(x′)为频域复数形式的速度。

所述对所述平板进行离散化处理后得到的简化的所述声压分布模型为：其中，n为离散化单元的数量，m为离散化单元的编码，v_m为离散化单元m中点法向速度，s_m为离散化单元m的面积。

所述计算得到整个平板的表面的声压值时，对于r＝0的奇点位置，通过阻抗法计算声压值。

所述根据平板的表面的声压值和表面的速度值计算所述平板的声辐射效率，包括：

通过P_rad＝∫_AI(x)ds计算所述平板的辐射声功率P_rad，其中，P^*(x)表示平板表面的声压共轭，v(x)为平板表面的速度值；

通过P_r′_ad＝ρc_aA〈v²〉计算具有与所述平板相同面积和均方速度的刚性平板辐射到半空间的功率P_r′_ad，其中，c_a表示声速，〈v²〉为平板结构的均方速度；

通过计算所述平板的声辐射效率σ。

有益效果