12-actran打桩噪声传播分析

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打桩和噪声传播声传播进入周围海域 目录介绍与内容ACTRAN的建模策略方法描述声学指标结论 介绍与内容打桩特别关注：导致强烈冲击的水下噪声；对海洋环境造成潜在威胁。环境评估通常使用：用经验模型来估计声传播在本文中，利用ACTRAN，突出了一个更精确的方法 ACTRAN软件ACTRAN是完整的声学，振动声学和气动声学仿真软件。ACTRAN基于有限元和无限元方法。ACTRAN提供丰富的单元、材料、边界条件、求解格式和求解器数据库。 建模策略声学模型应该考虑：桩的振动；水/空气和空气/地面之间的干扰；水介质的非均匀性。结果，远场声扰动必须预测。空气水地面 ACTRAN模型设置3DACTRAN模型如下：3D有限元流体；近场在水中传播；2D导纳表面：对由于介质变化而产生的吸收进行建模；空气/水界面水/地面界面自由场辐射：2D无限元与无限元导纳耦合；将桩振动作为声源。3D模型的2D切片图 无限元当建模自由场辐射问题时，声源附近的声场用声学有限元建模，但是整个无界声学区域显然不能被离散。ACTRAN利用无限元对无界声学区域建模。无限元表现为应用于有限元区域外部边界上的2D单元。无限元的目的在于：作为无反射边界条件计算远场声压级 导纳边界条件任何介质变化修改了声传播和诱发了一些反射。在流体有限元区域边界上的声吸收可以用导纳边界条件建模。An=vn/p其中，vn是法向声速。p是声压。注意：ACTRAN中的导纳可以是：频率相关的。空间相关，对地面的非均质性建模。 无限元导纳边界条件无限元导纳允许在无限元内传播导纳边界条件（在法向上）。在这个模型中，无限元导纳必须在无限元区域和两个界面之间的圈内指定。 激励与声源在ACTRAN中，不同类型的通用激励可以直接应用到流体单元上：速度载荷加速度载荷压力载荷那些通用激励可以作为更好理解辐射和放大现象的第一步。在ACTRAN中，通过外部结构软件（Nastran，Ansys…）计算得到的更多理想激励可用作声源。频域激励利用BC_MESH功能（见下一页）对时间激励，首先必须执行傅里叶变换。 理想结构激励—边界条件网格激励来自于桩结构的振动。复杂模型可以考虑在外部网格上通过结构软件（或者实验测量）获得理想振动。（不兼容）=>BCMesh结构网格位移场声辐射 结果文件：FRF和云图ACTRAN结果主要可以分为两类：频率响应函数（FRF）所有给定节点（麦克风）所有频率上的结果云图给定频率上所有节点的结果 指标彩色云图对声场可视化非常有用。FRF结果允许观察任意给定位置上的关于频率的结果（甚至是远场）。局部指标：声扰动（压强、速度、强度）全局指标：辐射功率、耗散功率…在本文中，虚拟的麦克风可以布置在相同的高度，来确定放大点。 结论提出用有限元方法来估计由于打桩引起的水下声辐射。提出的方法显示了ACTRAN的不同能力。由于合适的边界条件，自由场辐射和介质变化引起的损失能被精确地建模。用这个方法，一个尺寸合理的精确3D有限元模型可以设计在[0-600Hz]的频率范围内。 谢谢！