[發明專利]浮筏結構寬頻線譜振動噪聲快速預報方法

在審

• 申請號: 201810010705.X
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN108304617A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 龐福振;田宏業;沈喆;于博天;陳海龍;劉江濤;杜圓;李碩;彭德煒;單衍賀
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種浮筏結構寬頻線譜振動噪聲快速預報方法，可通過單次分析迅速得到浮筏結構寬頻線譜振動響應。建立浮筏結構時域分析有限元模型，將浮筏上設備時歷振動信號a作為輸入載荷，通過合理控制時間增量步長Δt及模型計算時間T_總，開展浮筏結構寬頻振動響應時域仿真計算，得到浮筏典型結構時域響應x(t)，對該響應曲線穩態振動段進行傅里葉變換變換，得到浮筏結構頻域響應，即寬頻線譜振動響應，通過將該線譜振動響應與設計標準對比即可實現浮筏結構寬頻線譜振動響應的快速預報、評估。本發明可有效避免傳統頻域評估出現的“峰值遺漏”現象，可廣泛應用于各種復雜激勵載荷下浮筏結構寬頻線譜振動的快速預報、評估。

技術領域

本發明涉及一種浮筏結構寬頻線譜振動噪聲快速預報方法，是一種基于波動理論提出的浮筏結構寬頻線譜振動噪聲時域快速預報方法。

背景技術

現有浮筏結構寬頻振動預報流程多是基于模態疊加理論在頻域內進行分析的，該類流程具有分析直觀等優點。但目前該流程應用于浮筏結構噪聲預報仍存在如下不足：

(1)現有浮筏結構噪聲數值預報主要基于線性迭加原理得到，計算中忽略了諸多非線性因素的影響，如浮筏結構振動及聲輻射中的材料非線性、結構非線性、運動非線性等因素的影響；而該非線性影響可能對浮筏結構噪聲預報產生影響。

(2)由于現有浮筏結構噪聲數值預報將設備激勵載荷變換為頻譜載荷時忽略了設備激勵載荷的相位信息，忽略了設備不同頻率激勵載荷的相互影響，故該方法無法考慮結構低頻振動與高頻振動的耦合效應；

(3)現有浮筏結構噪聲數值預報由于其主要基于模態疊加原理在頻域內求解，故其計算規模通常較大，計算頻帶窄；且單次計算僅能得到模型單頻點的聲場分布，完成頻段內結構聲學的預報通常需進行多次分析，故其求解效率較為低下；并可能因計算步長選取不當而導致共振峰遺漏，出現所謂的“漏峰”現象，進而導致計算結果出現較大誤差。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種考慮浮筏結構噪聲非線性、結構低頻振動與高頻波動耦合效應影響、求解效率及預報精度高的浮筏結構寬頻線譜振動噪聲快速預報方法，為浮筏結構噪聲預報提供有效分析手段和依據。

本發明的目的是這樣實現的：步驟如下：

步驟1：建立浮筏結構噪聲預報模型；

步驟2：確定浮筏設備的時域激勵載荷；

步驟3：確定浮筏結構噪聲時域預報的時間步長Δt；

步驟4：確定浮筏結構噪聲時域預報的數據時間間隔Δt'；

步驟5：確定浮筏結構噪聲時域預報的計算時間Tt；

步驟6：將浮筏結構噪聲時域預報結果進行FFT變換，得到浮筏結構頻域預報結果，即寬頻線譜振動響應。

本發明還包括這樣一些結構特征：

1.步驟2具體包括：

當已得到浮筏設備的時域激勵載荷，則時域分析時無需對載荷進行變換；

當已得到浮筏設備的頻域激勵載荷，時域分析時需對該頻域載荷進行FFT逆變換，將頻域載荷轉換為時域載荷。

2.步驟3中的時間步長Δt小于穩定時間步長，在時域預報流程數值模擬中時間步長Δt為：

式中：Δx為有限元的最小尺寸，c_max為有限元介質的最大波速，α為估計經驗系數，其數值大小為0～1。

3.步驟4中的Δt'與系統響應分析頻率上限f_c滿足：