[發明專利]一種基于模態部分耦合假設的輻射聲功率的計算方法在審
| 申請號： | 201910202216.9 | 申請日： | 2019-03-18 |
| 公開（公告）號： | CN110162738A | 公開（公告）日： | 2019-08-23 |
| 發明（設計）人： | 鄭旭;賈梓鑌;劉瑞駿;郝志勇 | 申請（專利權）人： | 浙江大學 |
| 主分類號： | G06F17/13 | 分類號： | G06F17/13;G01H3/10 |
| 代理公司： | 杭州求是專利事務所有限公司 33200 | 代理人： | 萬尾甜;韓介梅 |
| 地址： | 310058 浙江*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 耦合 模態 輻射聲 功率計算 非耦合 結構振動響應 表面空氣 結構模態 理論能量 模態耦合 能量守恒 求解 映射 | ||
本發明公開了一種基于模態部分耦合假設的輻射聲功率計算方法，方法主要包括結構模態計算、求解結構振動響應、振動加速度映射到表面空氣層、基于模態部分耦合假設輻射聲功率計算。與基于模態非耦合假設、模態耦合假設的輻射聲功率計算方法相比較，基于模態部分耦合方法滿足了能量守恒，實現了非耦合和耦合兩種假設的互補，達到了消除理論能量誤差的目的。
技術領域
本發明涉及一種結構輻射聲功率的計算方法，尤其涉及一種基于模態部分耦合假設的輻射聲功率計算方法。
背景技術
隨著計算機輔助設計技術(CAE)的發展，在產品制造之初對結構聲振及NVH 性能進行優化已經變成了可能。其中，模態追蹤法基于模態—振動—噪聲方法計算流程來進行結構輻射噪聲優化由于其高效性，在工業上得到了廣泛應用。
根據模態的正交性，利用模態疊加法求解結構的振動響應是一個合理的線性過程。然而根據聲學理論，通過振動響應計算輻射聲功率卻是個非線性過程。這表示從模態方面出發計算輻射聲功率時，各階模態之間存在未知的耦合情況，實際輻射聲功率的峰值可能并不是由該頻率對應的約束模態主導的，使得基于模態追蹤法的噪聲優化失效，甚至導致優化后輻射噪聲不降反升的結果。
發明內容
為解決上述問題，本發明提供了一種技術方案：一種基于模態部分耦合假設的輻射聲功率計算方法，實現非耦合和耦合假設聲功率的互補，從而達到消除理論能量誤差的目的。本發明通過以下技術方案實現：
一種基于模態部分耦合的假設的輻射聲功率計算方法，包括如下步驟：
步驟一、求解時域上的模態方程，過程如下：
構建響應分析的二階常微分方程組：
x＝Φq
其中，M、C、K分別為結構質量矩陣、阻尼矩陣與剛度矩陣，x＝[x1 x2 … xn]T為位移響應矩陣，F為強迫載荷矩陣，t為時間，Φ為振型矩陣，q＝[q1 q2 … qn]T為模態坐標矢量，n為截斷模態。
變形可得
ΦTMΦ＝diag[M1 M2 … Mn]
ΦTCΦ＝diag[C1 C2 … Cn]
ΦTKΦ＝diag[K1 K2 … Kn]
ΦTF(t)＝diag[F1 F2 … Fn]
其中，定義分別為第r階模態質量、模態阻尼以及模態剛度。
解耦后，第r階模態(r＜n)對應時域上的模態方程為：
步驟二、求解步驟一模態方程的穩態響應(即qr特解)
令廣義力Fr＝frejωt,其中fr是廣義力的幅值。
求解可得：
qr＝Qrejωt
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