【摘 要】
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有限元法和边界元法是在工程技术领域中有着广泛应用的数值方法,有限元法在力学领域中的应用已十分成熟,但由于声辐射问题需要对整个外部声场划分三维网格,使得单元数量和求
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有限元法和边界元法是在工程技术领域中有着广泛应用的数值方法,有限元法在力学领域中的应用已十分成熟,但由于声辐射问题需要对整个外部声场划分三维网格,使得单元数量和求解工作量巨大,甚至无法求解;而边界元法则利用边界积分方程,使问题的维数降低了一维,并且既可求解有界区域问题,也能求解无界区域问题.该文将有限元法和边界元法有机地结合起来,充分发挥其各自的优势,采用有限元法(FEM)和边界元法(BEM)联合求解技术进行了柴油机机体以及油底壳的结构振动和表面噪声的数值模拟研究,得到声压级及声功率级的频谱,分析了影响声辐射效率的主要参数;并采用铅覆盖法确定了该柴油机的主要噪声源,为最有效的降噪提供了方向;整机声功率级的测量评价了该机的噪声水平;对实际机体和油底壳的实验模态分析及振动噪声的实测不仅可以实际感知柴油机机体和油底的振动与噪声的分布与规律,而且还验证了建立的理论模型和计算方法的正确性.在实际研究与数值计算的基础上,对柴油机机体和油底壳进行了低噪声结构设计,提出了多种有效的改进方案,并对部分设计方案进行了试验验证.为在NVH(振动、噪声和行驶不平顺性)研究领域内采用CAE技术提供了一套设计思路,使得在设计阶段就进行低噪声结构的设计成为可能,这样可以大大缩短设计开发周期,降低研发费用,提高产品的质量.
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