船舶、汽車和飛機等高速運動時,其外殼受湍流邊界層壁面脈動壓力激勵而產(chǎn)生的內(nèi)場聲輻射成為該類交通工具自噪聲的重要成分。基于模態(tài)疊加法計算結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)。采用湍流壁面脈動壓力功率譜Corcos模型,計算了外側(cè)氣流或水流湍流邊界層激勵下簡支平板振動及內(nèi)場輻射聲,計算值與解析解和試驗值吻合良好,驗證了算法的有效性。采用湍流壁面脈動壓力功率譜改進型Corcos模型,研究了外側(cè)水流湍流邊界層激勵下平板及板格的振聲響應(yīng)特性,結(jié)果表明:水流馬赫數(shù)低,壁面脈動壓力遷移波數(shù)大于平板結(jié)構(gòu)彎曲波數(shù),壁面脈動壓力波數(shù)-頻率譜的遷移脊對平板的激勵作用可以忽略;橫向或縱向加筋對板格振動速度自功率譜級基本無影響;減小板格寬度與長度之比,適當(dāng)增大板格流向長度可使平板振動輻射聲功率在2 000 Hz以上明顯降低。

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【部分圖文】：

圖1 湍流邊界層壁面脈動壓力激勵平板示意圖

平板長Lx,寬Ly,平板面積A,彎曲剛度D,楊氏模量E,密度ρ,泊松比v,厚度h,面密度μ=ρh。湍流壁面脈動壓力場可看作一種平穩(wěn)隨機過程,湍流壁面脈動壓力激勵之間具有相干性。湍流邊界層壁面脈動壓力激勵平板振動的示意如圖1所示,其中,s1=(xp,yp),s2=(x′p,y′p)....

圖2 平板-聲腔系統(tǒng)的能量關(guān)系圖

采用統(tǒng)計能量法計算平板振動內(nèi)噪聲,避免高頻時大量模態(tài)疊加的繁復(fù)運算。平板受湍流壁面脈動壓力載荷激勵,其正下方為內(nèi)聲場即聲腔,平板-聲腔系統(tǒng)的能量關(guān)系圖如圖2所示,平板與聲腔兩個子系統(tǒng)的功率平衡方程為圖2中P為時間平均功率,W為時間平均能量。頻率平均的平板振動輻射聲功率為

圖3 平板振動速度自功率譜計算值與參考值對比

案例1湍流邊界層激勵下平板中心點振動速度自功率譜本文計算值(灰色實線)與文獻參考值(黑色虛線)的對比如圖3所示。案例2湍流邊界層激勵下平板中心點振動加速度自功率譜本文計算值(灰色實線)與試驗值(黑色實線)以及文獻參考值(黑色虛線)的對比如圖4所示,對結(jié)果分析如下:(1)波數(shù)域或物....

圖4 平板振動加速度自功率譜計算值與參考值對比

(2)中高頻,波數(shù)域或物理空間的模態(tài)疊加法對平板振動速度、加速度自功率譜的計算結(jié)果與解析解吻合較好;低頻谷值吻合較差,原因可能是本文采用公式ωwl=ωmn/(1+2ρ/ρhkmn)只計及水的附加質(zhì)量,而未考慮水中聲壓對結(jié)構(gòu)的反作用。2.2湍流邊界層激勵下平板振....

本文編號：4012996