[发明专利]一种提高低频隔声性能的平板结构优化设计方法

摘要

本发明公开一种提高低频隔声性能的平板结构优化设计方法，包括建立可适用于任意边界条件的平板结构声传递损失的计算方程，设定各项已知参数；选择一个或多个结构低频隔声性能评价指标，并建立所选指标对应的计算方法，根据所选的指标设定平板结构的优化目标，如果步骤4所选指标多于1个，则设定各个指标的对应权重，选择优化算法，针对设定的已知参数、边界参数可调范围以及优化目标进行最优解搜索，以获得最优边界参数并形成平板结构。本发明可指导平板结构边界条件的优化设计，设计过程中利用优化算法的优势，快速搜索出边界条件最优解，从而实现平板结构的低频隔声性能最大化的效果。

主权项

一种提高低频隔声性能的平板结构优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、建立可适用于任意边界条件的平板结构声传递损失的计算方程：其中，TL表示平板结构声传递损失；{δ}为节点位移矢量；ω为自振角频率；为全局转换矩阵，可将单元负载压力转换为等效节点力；为全局转换矩阵，可将节点位移转换为横向挠度；{P0}为入射声波；{M}、{C}和{K}分别为平板结构的整体质量矩阵、阻尼矩阵和整体刚度矩阵；{A1}和{A2}均为由边界配置法获得的方形矩阵，且分别由结构内、外表面所处流体的介质特性所决定，{A1}和{A2}的矩阵元素可表示为：Ai(l,m)＝ρiω2∫SG(xl,ξm)dS,(i＝1,2)，其中，ρ1、ρ2分别为结构内、外表面的流体密度，xl和ξm分别表示接收点l和源点m的位置，G为格林函数，S为单元面积；步骤2、设定各项已知参数：包括入射声波、平板材料、阻尼因子、尺寸、厚度以及平板结构内、外表面的流体密度和流体中声速；步骤3、设定边界参数的可调范围；步骤4、选择一个或多个结构低频隔声性能评价指标，并建立所选指标对应的计算方法；步骤5、根据步骤4所选的指标设定平板结构的优化目标，如果步骤4所选指标多于1个，则设定各个指标的对应权重；步骤6、选择优化算法，并将步骤1的平板结构声传递损失的计算方程、步骤4所选的结构低频隔声性能评价指标及其计算方法，以及所选择的优化算法三者相结合，针对步骤2设定的已知参数、步骤3设定的边界参数可调范围以及步骤5设定的优化目标进行最优解搜索,以获得满足要求的最优边界参数；步骤7、根据步骤6的最优边界参数形成平板结构。