[发明专利]一种降低平板结构瞬态声辐射的优化设计方法

摘要

本发明提供一种降低平板结构瞬态声辐射的优化设计方法，包括：1、基于时域有限元‑边界元耦合法，建立适用于任意边界条件的平板结构瞬态声辐射理论计算方程；2、设定平板结构的各项已知参数和计算瞬时辐射声压的具体位置ξ；3、设定边界参数的可调范围；4、给定平板结构的初始状态及受到的瞬态激励；5、选定优化算法，将平板结构瞬态声辐射理论计算方程和优化算法相结合，针对平板结构的已知参数、边界参数可调范围和平板结构的初始状态以及受到的瞬态激励，进行最优解搜索，以获得平板结构的最大瞬时辐射声压级SPLmax最小化的最优边界参数；6、根据最优边界参数形成平板结构。本发明既能保持平板结构的原有结构，又能有效提高瞬态隔声降噪性能。

主权项

1.一种降低平板结构瞬态声辐射的优化设计方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、基于时域有限元‑边界元耦合法，建立适用于任意边界条件的平板结构瞬态声辐射理论计算方程：上述公式的推导是基于时域有限元‑边界元耦合法，其中，SPL_max为平板结构的最大瞬时辐射声压级，p(ξ,t)为在t时刻、ξ位置的瞬时辐射声压；S_p为平板面积，ρ₀为空气密度，x为平板节点坐标，c为声速，{R}为转换矩阵，用于将平板结构的节点位移转换为横向挠度，δ为狄拉克函数，为平板结构x位置在τ时刻的瞬时节点加速度；{M}、{C}和{K}分别为平板结构的整体质量矩阵、阻尼矩阵和整体刚度矩阵，和{U(t)}分别为平板结构在t时刻的瞬时节点加速度、瞬时节点速度和瞬时节点位移矢量，和{U(t+Δt)}分别为平板结构在t+Δt时刻的瞬时节点加速度、瞬时节点速度和瞬时节点位移；{T}为转换矩阵，用于将单元受到的入射声压转换为等效节点力，{F(t)}为平板结构在t时刻受到的瞬时外力激励，{p₀(t)}为平板结构在t时刻受到的瞬时入射声压，{F(t+Δt)}为平板结构在t+Δt时刻受到的瞬时外力激励，{p₀(t+Δt)}为平板结构在t+Δt时刻受到的瞬时入射声压；Δt为计算时间步长，η和β分别为Newmark法时间积分常数；步骤2、设定平板结构的各项已知参数，并设定计算瞬时辐射声压的具体位置ξ；步骤3、设定边界参数的可调范围；步骤4、给定平板结构的初始状态以及受到的瞬态激励；步骤5、选定优化算法，将所述平板结构瞬态声辐射理论计算方程和优化算法相结合，并针对设定的所述平板结构的各项已知参数、设定的所述边界参数可调范围和给定的所述平板结构的初始状态以及受到的瞬态激励，进行最优解搜索，以获得平板结构的最大瞬时辐射声压级SPLmax最小化的最优边界参数；步骤6、根据所述最优边界参数形成平板结构；其中，步骤1、步骤2、步骤3和步骤4不限前后顺序。