[发明专利]一种耦合声场的声学耦合方法

摘要

本发明公开了一种耦合声场的声学耦合方法，设置两耦合声场的耦合界面阻抗；选择每个声场的声压函数，依据变分方法确定每个声场的拉格朗日泛函；确定两个耦合声场的耦合能量；确定耦合声学空间耦合界面的耦合刚度矩阵和对应于每个声场的刚度矩阵和质量矩阵；根据两个声场的刚度矩阵和质量矩阵以及耦合刚度矩阵进行组合，确定耦合声场特性方程，得到耦合声场声学预报信息。本发明具有预测结果收敛快速、计算所需资源少的优点。

主权项

1.一种耦合声场的声学耦合方法，其特征在于：包括以下几个步骤，步骤一：设置两耦合声场的耦合界面阻抗，两耦合声场为声场1和声场2，声场1和声场2通过耦合界面耦合；步骤二：选择第一类Chebyshev正交多项式级数作为每个声场的声压函数，通过能量变分方法得到耦合声场特性方程，其中对声场1的特性方程的确定可以从其拉格朗日泛函开始，其表达式为：Ll＝Ul‑Tl其中Ul和Tl分别为声场l的势能和动能，ω为系统圆频率，ρ₀和c₀为声场介质的质量密度和声速，V_l为声场l的体积，p_l为声场l的声压，为声场l的声压梯度，下标l＝1和2，分别表示与声场1和声场2相关；令拉格朗日泛函对声场声压函数的归一化坐标P_l的导数等于零，得到声场l的声学特性方程，其矩阵表达形式为：(Kl‑ω2Ml)Pl＝0其中Kl和Ml分别为声场l的刚度矩阵与质量矩阵；步骤三：确定两个耦合声场的耦合能量；所述的耦合声场的耦合能量为：其中ρ0为声场介质密度，ω为圆频率，S为耦合界面面积，n为耦合界面外法线方向，Δp为耦合界面上的总声压；步骤四：确定耦合声学空间耦合界面的耦合刚度矩阵和对应于每个声场的刚度矩阵和质量矩阵；步骤五：根据两个声场的刚度矩阵和质量矩阵以及耦合刚度矩阵进行组合，确定耦合声场特性方程，得到耦合声场声学预报信息。