[發(fā)明專利]一種阻抗邊界條件下封閉腔體內(nèi)聲壓級(jí)的快速計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011077929.6
• 申請(qǐng)日: 2020-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN112214837B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙尚;林志斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15;G06F17/15;G01H17/00
• 代理公司: 江蘇德善律師事務(wù)所 32488
• 代理人: 何紅梅

1.一種阻抗邊界下的腔體內(nèi)部聲壓級(jí)的計(jì)算方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：直角坐標(biāo)系下，剛性壁邊界條件下的矩形腔體內(nèi)任意一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的聲壓p(x)可以寫成模態(tài)函數(shù)與其系數(shù)乘積的和：

其中，x＝(x₁,x₂,x₃)為表示該點(diǎn)的空間坐標(biāo)，n為模態(tài)級(jí)數(shù)，ψ_n為n階模態(tài)函數(shù)，a_n為n階模態(tài)函數(shù)的系數(shù)；

步驟2：剛性壁邊界條件下n階的模態(tài)函數(shù)如下式：

其中，L_x1、L_x2、L_x3分別是房間的長(zhǎng)、寬、高；

n₁、n₂、n₃是表示模態(tài)級(jí)數(shù)的三個(gè)整數(shù)，ε_n1、ε_n2和ε_n3是正則化因子，其值為

對(duì)于某聲源分布q_vol和邊界S_F上速度分布為v(y)的情況，模態(tài)函數(shù)的系數(shù)a_n可由下式?jīng)Q定：

其中，ρ₀是空氣密度，c₀是聲速，V是腔體體積，y＝(y₁,y₂,y₃)，表示邊界S_F上一點(diǎn)；

A_n是與聲源頻率相關(guān)的系數(shù)，可由下式計(jì)算：

ξ_n是腔體內(nèi)n階模態(tài)的聲阻尼，w是聲源的角頻率，w_n是腔體的第n個(gè)共振頻率，j為虛數(shù)單位；

步驟3：阻抗邊界的表達(dá)如下：

其中，Z(y)表示法向聲阻抗率，將阻抗邊界的聲壓p(y)按照式(1)展開：

其中，q_n(x)表示單極子聲源模態(tài)分解后的n階模態(tài)；

步驟4：

在所述腔體內(nèi)聲場(chǎng)分布，將阻抗邊界對(duì)聲場(chǎng)的影響可以看成聲源，所述聲源的振動(dòng)速度和阻抗成反比；并且結(jié)合步驟3中的式(7)令

用矩陣表達(dá)得出：

a＝[I+Z_aY]^-1Z_aq……(9)

其中，a＝[a₁,a₂,...a_n]^T，q＝[q₁(x),q₂(x),q₃(x)...q_n(x)]^T，I是單位矩陣，A是由A_n組成的對(duì)角矩陣；

步驟5：由步驟1-4，得出，腔體內(nèi)任一點(diǎn)x的聲壓級(jí)為：

p(x)＝a^Tψ……(10)

其中，ψ＝[ψ₁(x),ψ₂(x),ψ₃(x)...ψ_n(x)]^T……(11)。

2.一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1任意一步驟所述方法的步驟。