弹性背腔穿孔管水消声器有限元分析
2021-04-10袁苏伟朱海潮侯九霄
舰船科学技术 2021年2期
袁苏伟,朱海潮,侯九霄
(1. 海军工程大 学振动与噪声研究所,湖北 武汉 430033;2. 船舶振动噪声重点实验室,湖北 武汉 430033)
0 引 言
穿孔管消声器较扩张腔消声器有更小的流动阻力损失和良好的消声性能而被广泛应用。Sullivan[1]和Ross[2]分别基于一维解析方法和三维有限元法,推导出穿孔管消声器的传递损失理论计算公式并进行试验,结果显示在低频区间理论计算值与实验值吻合良好。Ji 和Selamet[3]通过对穿孔管消声器的研究,提出一种多域边界元法,与实验值吻合良好,被广泛用于阻性消声器的声学性能预测。国内也对穿孔管消声器做了大量研究,季振林[4]所采用的三维边界元法可以在整个频率范围预测穿孔管消声器的传递损失,并且讨论了吸声材料参数对传递损失的影响。郑晗[5]对多腔室穿孔管消声器进行了研究,并给出了腔室划分方式、连接方式、数目和间距对传递损失的影响规律。尹佳玮[6]研究了穿孔管消声器在水介质中的应用,并且增加环状膜来改善消声性能。
目前研究的穿孔管消声器将背腔视为刚性,为研究如何提高穿孔管消声器的消声性能,本文将用于水介质的弹性壁穿孔管消声器作为研究对象,探究弹性背腔与水介质的耦合作用对消声性能的影响。首先介绍基础理论与有限元仿真边界条件,然后对此弹性背腔穿孔管消声器进行有限元仿真,并分析了背腔参数以及在消声器等容积、等长度条件下弧形背腔的弧形半径对声学性能的影响。……
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