基于聲輻射模態(tài)模型求解聲學(xué)靈敏度.pdf

1、本文介紹了聲輻射模態(tài)的理論，以及基于聲輻射模態(tài)推導(dǎo)出了聲功率的表達式。將聲功率對物理結(jié)構(gòu)參量或是形狀幾何參量求偏導(dǎo)，得到聲功率靈敏度。因為聲輻射模態(tài)在中，低頻范圍內(nèi)，前幾階聲輻射模態(tài)對聲功率的貢獻量占整體聲功率的絕大部分，而且隨著階數(shù)的增加，貢獻量將急劇減小，這就使得在研究聲功率靈敏度時，只需求解前幾階聲輻射模態(tài)和展開系數(shù)的靈敏度。又因為聲輻射模態(tài)只與表面形狀和激勵力頻率有關(guān)，與物理結(jié)構(gòu)參量無關(guān)，這就使得求解物理結(jié)構(gòu)參量變化的聲功率靈敏

2、度更加簡便?；谝陨蠋c，提出了基于聲輻射模態(tài)模型求解聲功率靈敏度的方法。在求解二維結(jié)構(gòu)物理結(jié)構(gòu)參量變化聲功率靈敏度時，以背面加筋的簡支板作為模擬，分別采用基于聲輻射模態(tài)模型和基于瑞利積分模型的方法來求解聲功率靈敏度。以常見基于瑞利積分模型的方法作為標(biāo)準(zhǔn)，驗證了基于聲輻射模態(tài)模型求解聲功率靈敏度的方法是可行的，而且精確性很高。并且還發(fā)現(xiàn)：第一階聲輻射模態(tài)聲功率靈敏度占整體聲功率靈敏度的絕大部分。在求解二維結(jié)構(gòu)形狀參量變化聲功率靈敏度時，

3、以平板板長寬變化滿足面積不變的模型進行模擬。形狀參量變化不但改變結(jié)構(gòu)的動力學(xué)響應(yīng)，而且還會改變結(jié)構(gòu)的聲輻射特性。聲輻射模態(tài)隨著形狀的變化而變化的，這就使得采用聲輻射模態(tài)的方法求解聲功率靈敏度并不方便。但是在面積不變的情形下考察聲輻射模態(tài)的輻射效率，發(fā)現(xiàn)第一階聲輻射模態(tài)輻射效率不發(fā)生變化，而這恰恰是最感興趣的部分。因此能采用第一階聲輻射模態(tài)聲功率靈敏度對整體聲功率靈敏度進行近似。以采用差分法得到的聲功率靈敏度作為標(biāo)準(zhǔn)，來驗證了這種方法。發(fā)

4、現(xiàn)這種方法針對這種情形的形狀變化不但簡便而且精度很高。 本研究為了進一步研究基于聲輻射模態(tài)模型求解聲功率靈敏度的這種方法，對其應(yīng)用于三維振動模型進行初步探討。基于聲輻射模態(tài)模型的方法仍然面臨著奇異積分的問題。本文是采用坐標(biāo)變換的方法來處理奇異積分問題的。以變半徑的脈動球作為模擬，以聲功率靈敏度的精確解作為標(biāo)準(zhǔn)，來驗證了這種方法。總體而言，基于聲輻射模態(tài)模型求解聲功率靈敏度是可行的，而且精度很高。其中，在求物理結(jié)構(gòu)參量變化的聲功率