[發明專利]一種計算聲振系統中高頻動力學響應的方法

有效

• 申請號: 201110238254.3
• 申請日: 2011-08-18
• 公開（公告）號: CN102411673A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 雷燁;盛美萍;肖和業
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

1.一種計算聲振系統中高頻動力學響應的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：將被研究的聲振系統劃分為N個子系統，使每個子系統具有相同的動力學特性，其中動力學特性包括阻尼、模態能量和耦合損耗因子；

步驟2：確定模態能量分析方法和統計能量分析方法適用的分析頻率范圍：

步驟2.1：確定每個子系統的第一階共振頻率：f_1，i，i＝1，…，N，其中i表示第i個子系統；模態能量分析方法適用的分析頻率范圍下限f_min^MEA為f_min^MEA＝max(f_1，i)；

步驟2.2：由模態重迭因子公式M_e，i＝n_i(f)fη_i，計算第i個子系統的模態重迭因子M_e，i＝1時的最小分析頻率f_i，i＝1，…，N，其中n_i(f)表示第i個子系統的結構模態密度，η_i表示第i個子系統的結構內損耗因子；模態能量分析方法適用的分析頻率范圍上限f_max^MEA為f_max^MEA＝max(f_i)，統計能量分析方法適用的分析頻率范圍下限f_min^SEA為f_min^SEA＝f_max^MEA；

步驟3：當分析頻率f處于f_min^MEA～f_max^MEA范圍內，采用模態能量分析方法計算被研究的聲振系統中頻動力學響應，所述模態能量分析方法為：

步驟3.1：確定第i個子系統在min(f_1，i)～f_max^MEA范圍內具有的共振模態數目T_i和共振頻率值f_j，i，其中i＝1，…，N，j＝1，…，T_i；

步驟3.2：建立N個子系統的共振模態之間的功率流平衡關系：

-β1,m1,1···-β1,m1,Tm···-β1,N1,1···-β1,N1,TN-β1,mT1,1···-β1,mT1,Tm···-β1,NT1,1···-β1,NT1,TN-β2.m1,1···-β2,m1,Tm···-β2,N1,1···-β2,N1,TN-β2,mT2,1···-β2,mT2,Tm···-β2,NT2,1···-β2,NT2,TN0···0···-βm,N1,1···-βm,N1,TN···0ΔmTm+Σi=1,i≠mNΣj=1Tiβm,i1,j···-βm,NTm,1···-βm,NTm,TN···-βN,m1,Tm···ΔN1+Σi=1N-1Σj=1TiβN,i1,j0···0···-βN,mTN,Tm···0···0ΔNTN+Σi=1N-1Σj=1TiβN,iTN,je11···e1T1e21···e2T2···em1···emTm···eN1···eNTN]]>

其中每個子系統自身共振模態之間的模態耦合損耗因子為0；為第i個子系統第j階模態的模態能量，為外界激勵輸入第i個子系統第j階模態的功率，為第i個子系統第j階模態的模態質量，為外界激勵輸入第i個子系統第j階模態上的功率譜密度；為第i個子系統第j階模態的模態阻尼系數，為第i個子系統第j階模態的模態阻尼；為第i個子系統第j階模態與第ii個子系統第jj階模態間的模態耦合損耗因子，

βi,iij,jj=γi,iij,jj[Δij(ωiijj)2+Δiijj(ωij)2][(ωij)2-(ωiijj)2]2+(Δij+Δiijj)[Δij(ωiijj)2+Δiijj(ωij)2],]]>

為第i個子系統第j階模態的模態頻率，為第ii個子系統第jj階模態的模態頻率，為第ii個子系統第jj階模態的模態阻尼系數，當第i個子系統與第ii個子系統之間為線連接時，系數為

γi,iij,jj=1(ωij)2mijmiijj∫LcouplingWiijjσijnijdL,]]>

為第ii個子系統第jj階模態的模態質量，為第ii個子系統第jj階模態的模態位移形函數，為第i個子系統第j階模態的模態應力形函數，表示外法線向量，L_coupling表示對在耦合線上的模態信息進行求和；當第i個子系統與第ii個子系統之間為面連接時，系數為

γi,iij,jj=1(ωij)2mijmiijj∫ScouplingWiijjσijnijdS]]>

S_coupling表示對在耦合面上的模態信息進行求和；

步驟3.3：由N個子系統的共振模態之間的功率流平衡關系，計算出第i個子系統第j階模態的模態能量i＝1，…，N，j＝1，…，T_i；分別對每個子系統在分析頻帶內的模態的模態能量求和，得到各個子系統在分析頻帶內的能量響應；

步驟4：當分析頻率f處于大于f_min^SEA的頻率范圍內時，采用統計能量分析方法計算被研究的聲振系統高頻動力學響應，得到各個子系統在分析頻帶內的時空平均能量響應。