发动机辐射噪声分析

《发动机辐射噪声分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、（研究生课程论文）振动与噪声控制论文题目：基于LMSVirtual・Lab边界元法发动机辐射噪声分析指导老师：学院班级：学生姓名：学号:2015年5月基于LMSVirtual.Lab边界元法发动机辐射噪声分析摘要：在国家经济保持快速增氐的背杲下，国内汽车工业发展迅速。随着汽车保冇虽增加,汽车噪声污染问题越來越受到人们的重视。发动机的运行噪声是车辆产牛环境噪声的主要因索，对其辐射噪声的数值分析能够为控制噪声提供良好的理论参考。木文主要介绍了外声场分析的边界元法的基本理论，利用LMSVirtual.Lab声学模块计算了发动机辐射外声场及其频率响应，为之后的研究学习提供参考依据。关键词

2、：边界元法，辐射噪声，声固耦合1引言在现代汽车设计过程中，CAE分析起到越来越重要的作用，在汽车设计初期即可快速的取得结果，从而取代后期人最的试验，使得汽车设计周期大人缩短，降低研发成木。而作为汽车性能重要指标的NVH(NoiseVibrationandHarshness)在现代汽午市场中越来越受到人们的重视，也成为许多厂家核心竞争力的一部分，涉及车辆的振动噪声问题己经成为汽车技术领域的一个研究热点。随着国内整机厂汽车CAE技术的成熟，利川CAE技术模拟汽车NVH问题已经不仅仅局限于零部件及子系统的模态，基于幣车模型的整车振动和噪声响应的模拟预测技术也己经逐渐被学握。在设计的虚拟

3、样机阶段即可预测振动噪声水平，以便及吋的更改设计，达到可接受的振动噪声水平。发动机是汽车主要的振动和噪声源。发动机怠速时产生的振动与噪声水平是汽布用户对汽專NVH性能的第一感觉。本文用直接边界元法计算了发动机的辐射噪声。2数值方法的基础理论2.1边界元法的基本理论冇限单元法的棊木思想是将连续的求解区域离散为一组冇限个、按一定方式相互联结在-起的单元的组合体。出于单元能按不同的联结方式进行组合，且单元本身乂可以有不同形状，因此可以模型化几何形状复杂的求解域。有限单元作为数值计算方法的另一个重要特点是利用在每一个单元内假设的插值函数来分片地表示全求解域上待求的未知场函数。由于插值函数

4、是已知的一个简单函数，那么有限元分析的基木未知量就是未知场函数的节点值。一经求解出这些未知量，就可以通过插值函数计算岀各个单元内场函数的近似值，从而得到整个求解域上的近似解。显然随着单元数目的增加，也即单元尺寸的缩小，或者随着单元H由度的增加及插值函数精度的提高，解的近似程度将不断改进。如果单元是满足收敛要求的,近似解最后将收敛于精确解。尽管有限元法所取得的成就与日俱增，但有限元法述不是十全十美的。改进有限元法的努力一直在进行着，但是有限元法的某些不足是无法克服的。例如有限元法需全域离散，导致问题的自由度和原始信息虽大；对无限域只能人为地取成冇限域；冇限元法的离散技术木身也存在缺

5、陷，它把本來是连续的介质用仅在节点处连接的有限单元的集合來模拟，这样不仅带进了离散的谋羌，而且在单元之间连续的要求较高时，有限单元的构造也很困难；对冇限元法的精度和可靠性也常常会提出疑问，因为对同问题采用不同的程序计算时可能会得出不同的结果。冇限元法的不足用边界元法可以弥补。边界元法仅在边界上离散，使数值计算的维数降低一维，从而减少了问题的口由度和原始信息量。边界元法采用无限域的基本解，用边界元法求解无限域问题「lj称是天衣无缝。边界元法的离散误差只产生在边界上，边界元法中部分采用数值法，部分采用解析式，它的准确度和可靠性已公认是高于有限元法。边界元法是继有限元法Z后的一种别具特

6、色的新的数值方法，它是将描述弹性力学问题的偏微分方程边值问题化为边界积分方程并吸收有限元法的离散化技术而发展起來的。将弹性力学问题归结为求解一组边界积分方程，若在边界上已知三个位移分量和三个面力分量中的三个分量，则由边界积分方程可以确定其余三个耒知分量，而任意内点的位移和应力可由六个边界分量通过边界积分來确定，这就是边界积分方程方法。边界积分方程有奇界性，解析求解极为闲难。冇限元法所取得的成就吸引人们对边界积分方程在边界上划分单元进行离散，然后由全部边界节点的三个已知边界量求出全部边界节点的另外三个边界量，这就是边界元法的由來。边界元法小包含有有限元法的思想，它把有限元法的按求解

7、域划分单元离散的概念移植到边界积分方程方法中，但边界元法不是有限元法的改进或发展，边界元法与有限元法存在着本质的差异。边界积分方程是边界元法的基木出发点，根据建立边界积分方程时，对基本解的利用方式的不同，边界单元法可分为直接法和间接法两大类。直接法利川数学上各种积分等式，通过基本解直接把边界上的待解边界函数•已知边界条件联系起来建立积分方程，从这个方程解出來的就是未知边界值。间接法则不丿lj边界的待解边界值作为未知函数，而是无限人区域内沿着该问题的计算边界配置某种点源分布函数作为