基于有限元方法的消声短舱及多重共振声衬声学模型研究

bb20920d · 发表于 2022-5-12 14:41:45

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雅宝题库解析：
使用消声短舱控制航空发动机的噪声是一种非常有效的方法。消声短舱设计的重点在于声衬设计。目前广泛采用的基于局域反应声衬的消声短舱技术，其在工程上最大的难题在于如何设计多段声衬的组合以及快速准确的找到最优的声衬参数。传统的穿孔板声衬吸声频带非常窄，要想有效拓宽声衬的吸声频带，需要发展一种新型结构的声衬模型。针对于以上两方面的题目，本文的工作主要是借助有限元的这种灵活而快速的数值计算手段，在消声短舱的声衬优化设计和多重共振声衬的声学模型方面展开研究,具体的工作有以下的几个方面：采用的一种声学计算软件ACTRAN在一个均匀的流管上展开数值研究工作。数值研究结果同其它的数值方法以及实验的结果对比取得了比较好的结果。以航空航发动机噪声控制为目的，建立了一种将基于有限元方法的声学计算软件ACTRAN与一种穿孔板声衬声阻抗模型相结合的方法，从而对消声短舱技术进行数值模拟。在文中分别对工程实际中使用的单段以及两段式的声衬进行了优化的设计。文中发展了一种两步全局声衬优化方法：第一步先在比较大的阻抗范围内做粗略的搜索；在第一步优化结果的基础上缩小范围，进行第二步的精细化的搜索。这种方法可以较为快速地在指定的范围内获得最优声阻抗。然后将其转化成声衬的优化几何参数。尝试采用一种基于ACTRAN和穿孔板阻抗模型相结合的方法对多重共振声衬展开研究，对声传播管道和声衬背腔中声场进行联合求解。在本文中将声衬的背腔分隔为不同尺寸的小腔室，小腔室越多，声衬出现共振的可能性就越大。研究表明：这种声衬的吸声主要依赖于背腔中的共振作用，在环形管道的声衬背腔中，在轴向上分隔背腔会产生比较大的共振作用，在周向上这种共振作用不是很明显。

基于有限元方法的消声短舱及多重共振声衬声学模型研究

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