声学有限元+AML求解薄板外场辐射噪声

追风少年-阿杰

各位前辈好，之前发过的那个帖子看到很少有人回复，现在我摸索出一点结果，想跟各位讨论一下，我这个模型是计算封闭盒子内扬声器激励顶层薄板，计算外场辐射噪声。我发现我这个模型跟书上的计算挡风玻璃的隔声量有点类似，我的计算模型类似等同一个混响室跟一个消声室的声学环境，现在遇到这样的一个情况，我不知道我求解外场辐射噪声的整个计算流程是否准确，希望能得到坛友的指点和点拨。附上我的模型源文件，希望阿伟哥，冯博和mxlzhenzhu以及各位朋友能帮我检查下我的模型准确性。
链接: http://pan.baidu.com/s/1mgGObc0 密码: d5kz

superxjw

我的理解，你的物理模型，是想分析声振耦合之后，板子振动产生的噪声吧。如果按照这个思路，我初步看了一下，有以下几个问题：1、你设置结构和声学网格耦合面的时候，容差必须根据你具体情况来设置啊，不能书上原来的例子是10mm，你就设置10mm。实际我看了一下，你板子本身才2mm厚，你想设置10mm，网格之间的间隙容差早就超越板子了。这个东西要根据你具体网格之间的间隙设置，如果本身就很小，你定义一个很小的容差就足够了，能保证网格间数据连通就行了嘛。




2、我不清楚为什么你定义AML辐射面的时候，把下面声学网格也定义了。如果是要考虑盒子振动的辐射噪声，那也要有盒子的结构网格才行呀。你直接在声学有限元网格上定义，应该不是要表达这个意思，而是表达，下面就完全是开阔的。所以如果是基于我最前面的理解，这个地方应该是没有AML属性的。




3、声振耦合，声学和振动就是同时计算的么，我不清楚为什么你最后有Data Transfer和一个声学计算。



我目前粗略看了一下，暂时就发现了这个问题。关键你要对例子里每一步都有理解才行。

追风少年-阿杰

superxjw 发表于 2015-9-7 21:11
我的理解，你的物理模型，是想分析声振耦合之后，板子振动产生的噪声吧。如果按照这个思路，我初步看了一下 ...

对于阿伟哥这么贴心的回复，我深表感谢。就此我详细描述一下我想做的科研任务。我这个模型就是想计算铝板在声激励下的外场辐射噪声，扬声器用单极子声源等效，盒子内的声腔建立了声学有限元，然后腔体顶部是个铝板，继续在铝板外面建立了一个AML包络网格，计算外场辐射噪声。我先回答一下您这几个问题：
1.耦合面的这个容差设置问题。这个容差的值应该是指结构网格与声学网格的间隙吧？像我这模型建模，结构网格就是贴着声学有限元网格的，只要设置的值比0大一点就行了对吧？
2.之前我是类比书上求挡风玻璃隔声量的例子做了，把盒子内空腔等效一个大空间了，我的理解错误。

我现在有2个问题：1.为什么我计算这个铝板的结构模态在200Hz内有3阶，而计算外场场点声压响应的时候，只看到了1阶频率？
2.边界条件对场点辐射噪声怎么没什么影响？分别设了简支跟固支的情况，受声点辐射声压频率曲线是一样的！！

3.您看我的实际模型的边界条件应该是介于简支跟固支之间，那么在仿真模型里我是否不用去力求校准其边界条件与实际边界条件一致呢？

追风少年-阿杰

新模型更新上传，谢谢。
http://pan.baidu.com/s/1sj86yML

superxjw

追风少年-阿杰 发表于 2015-9-8 10:02
对于阿伟哥这么贴心的回复，我深表感谢。就此我详细描述一下我想做的科研任务。我这个模型就是想计算铝板 ...

响应和结构模态有关系，但是并不是说响应就一定能把结构模态的每个峰都体现出来，这个还和激励、阻尼等因素有关啊（我印象你是用的直接声振耦合吧，程序应该没有计算结构模态，你自己算的？）
第二、三个问题，影响因素太多了，不能因为影响很小就得出没有影响的结论。这个不好回答。我看具体是螺栓连接的？严格意义讲，螺栓连接有专门的单元来模拟的。当然你这样也不能说不可以，简化为对某些点的自由度约束。

追风少年-阿杰

superxjw 发表于 2015-9-8 14:27
响应和结构模态有关系，但是并不是说响应就一定能把结构模态的每个峰都体现出来，这个还和激励、阻尼等因 ...

对的，我是另外计算结构模态的，那这么说响应不能完全体现出结构模态罗，我现在对这一点就想不明白了，后来我把计算频带扩展到400Hz，我发现能看到前6阶的前3阶，但是不知道中间的3阶为什么没有体现出来？对于后面的那个约束对结构模态影响的问题，我还是不明白为什么在仿真模型里，其他条件都是一致的情况下，改变约束状态，得到的前25阶固频没有变化？实际模型里是板用螺栓与箱体连接的，之前张工建议的方法是激振器激励薄板，测试薄板上几个点的传递函数，然后在仿真模型里做同样的工作，调节边界上的约束(例如加弹簧)，使仿真模型中对应几个点的传函与试验中的传函一致，确定仿真模型中的边界条件，可是之前做了简支跟固支情况下的声学响应求解，发现同一点的声压频率响应曲线没有发生变化，因此我就不确定这个边界条件对这个模型的影响有多大了？这正是我目前课题纠结的地方。

superxjw

追风少年-阿杰 发表于 2015-9-8 20:10
对的，我是另外计算结构模态的，那这么说响应不能完全体现出结构模态罗，我现在对这一点就想不明白了，后 ...

举个最简单的例子嘛，比如在100Hz内有1、2、3阶模态，结果激励频率在第1阶附近最大，在第2、3阶基本为0，那100Hz的响应里面，2、3阶附近的响应就不大呀。
应该有变化的，你把自由度释放多一点，再计算检查一下。

追风少年-阿杰

superxjw 发表于 2015-9-8 20:16
举个最简单的例子嘛，比如在100Hz内有1、2、3阶模态，结果激励频率在第1阶附近最大，在第2、3阶基本为0， ...

对于您说的第一个问题我有个疑问，就是单极子声源定义里面，一个是常数值，定义这个幅值是不是等效于白噪声激励？这样的话，按理说在整个激励频带上所有的频率的能量都相等，另一个设置是frequency dependent，这个设置应该就是能定义某一段频带或单频的声或力激励幅值，这种激励情况下才会有像您说的激励频率在某阶附近响应大，某阶附近低啊，而我这个模型里定义的就是第一种激励噢。
我现在做了几组情况，四边简支，一边简支三边固支，一边固支三边简支，两边简支两边固支，四边固支4个自由度，四边固支5个自由度，四边固支6个自由度，发现同一点的声压响应曲线一点都没变，我现在真是找不出原因了，希望跟您好好探讨下这个问题。

superxjw

追风少年-阿杰 发表于 2015-9-8 21:35
对于您说的第一个问题我有个疑问，就是单极子声源定义里面，一个是常数值，定义这个幅值是不是等效于白噪 ...

我建议你先将问题分解，先把不同约束条件下的板结构模态算一下，看看他们都有哪些差别。

追风少年-阿杰

superxjw 发表于 2015-9-9 18:27
我建议你先将问题分解，先把不同约束条件下的板结构模态算一下，看看他们都有哪些差别。 ...

我用了abaqus和vl计算了以下八种约束条件下同一个铝板的结构模态，八种边界为(四边固支6个自由度与两相邻边固支简支，四边固支5个自由度，固支4个自由度，四边简支，一边简支三边固支，一边固支三边简支，两对边简支固支)，其中八种边界下，vl计算的结构模态均没有发生变化，而abaqus计算的结构模态频率有以下A,B两种，A为四边固支6个自由度与两相邻边固支另两边简支，B为其它6种边界。

追风少年-阿杰

superxjw 发表于 2015-9-9 18:27
我建议你先将问题分解，先把不同约束条件下的板结构模态算一下，看看他们都有哪些差别。 ...

而vl计算的8种边界下铝板的结构模态频率竟然都是一样的，现在想不明白的是出现这个现象的原因是什么？而在同一边界条件下abaqus计算的频率总比vl计算的略小，高频的时候相差几十Hz，原因会是什么？在四边固支6个自由度跟两相邻边固支另两边简支，该情况下abquas计算的模态频率明显不同于其他6种边界，应该说是abquas计算下准确还是说我几乎可以说在针对我这个课题模型研究上来说，定义箱体上铝板的边界条件是简支还是固支，影响很小。

追风少年-阿杰

superxjw 发表于 2015-9-9 18:27
我建议你先将问题分解，先把不同约束条件下的板结构模态算一下，看看他们都有哪些差别。 ...

我现在打算用边界元计算下这个板的模态，然后建立该模型的边界元模型，我想问您一个问题，这个箱体我顶面赋予铝板属性，那其他面我该怎么赋予属性？(实际模型其他面是高密度板)可是我不知道高密度板的结构参数属性。。请帮忙解答下。

superxjw

追风少年-阿杰 发表于 2015-9-14 17:06
而vl计算的8种边界下铝板的结构模态频率竟然都是一样的，现在想不明白的是出现这个现象的原因是什么？而 ...

没有变化，这个我觉得挺奇怪，不应该的，而且之前也没有发现过这类问题。至于不同软件算出来的模态略有几赫兹差距，是比较正常的。

superxjw

追风少年-阿杰 发表于 2015-9-14 17:09
我现在打算用边界元计算下这个板的模态，然后建立该模型的边界元模型，我想问您一个问题，这个箱体我顶面 ...

什么意思？你的板子不是一种材料的？复材？

追风少年-阿杰

superxjw 发表于 2015-9-16 14:12
什么意思？你的板子不是一种材料的？复材？

不是，板子就是纯铝板，我的意思是箱体其他几个面不是高密度板吗？那我在边界元计算的时候，给箱体的几个面赋属性应该附全反射还是？因为我不知道实际高密度板的结构参数是怎么样的。

追风少年-阿杰

superxjw 发表于 2015-9-16 14:11
没有变化，这个我觉得挺奇怪，不应该的，而且之前也没有发现过这类问题。至于不同软件算出来的模态略有几 ...

我希望您能跟我讨论讨论这个问题，我这次计算分的这8种边界情况，都是单独计算结构模态的，得到的却是这种结果，我觉得很纳闷。而且我建立2d壳单元用边界元计算结构模态跟用3d单元计算结构模态，差异很大，好几十Hz的差值，这个又是怎么回事？怎么会差别这么大呢

superxjw

追风少年-阿杰 发表于 2015-9-17 09:16
不是，板子就是纯铝板，我的意思是箱体其他几个面不是高密度板吗？那我在边界元计算的时候，给箱体的几个 ...

对于一些薄壁件，如果用2D和3D模型来描述，确实有可能存在比较大差异的。比如就2D模型，对于具体问题，比如你选择哪种类型的网格来描述（自由度可能不一样），都会有差异。这个需要很好的材料力学基础，然后选择适当的模型。（你可以看一下Nastran关于网格特性的一些说明）。我觉得你这个问题简化一点，就不要管下面的木箱了。还是先把板子不同的约束方式的模态计算出来。