旋转运动声辐射的解析方法.pdf

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1、第12期机械设计与制造2015年12月MachineryDesign&Manufacture65旋转运动声辐射的解析方法刘志红，仪垂杰(青岛理工大学机械工程学院，山东青岛266033)摘要：为更好地分析旋转运动声源的声场特性并解决旋转声源建模难题，基于旋转偶极子源的声压频域模型及其解析格林函数，构建旋转源模型即克希荷夫源，且利用带有解析格林函数的克希荷夫积分方程建立声辐射模型并进行声压解析，进一步由数值仿真定性和定量分析旋转源与克希荷夫源的等价关系，并讨论其影响因素，给出相应关键参数的选择原则和依据。从而创建一种可以用于运动声辐射的解析方法。该方法可有效建立旋转源的声

2、辐射频域模型，将克希荷夫积分方法扩展到了运动声源的声源等价和声辐射模型建立中，井在不需要任何边界条件下有效解析声场，解决旋转声场特性分析和旋转源建模难题。该方法可为低噪声旋转机械的研究设计提供理论指导。关键词：旋转源；克希荷夫源；克希荷夫积分方程；解析格林函数中图分类号：TH16；042文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)12—0065—04TheAnalyticMethodforCalculatingSoundRadiationFr0mRotatingSourcesLIUZhi-hong，YIChui~ie(CollegeofMechanicalE

3、ngineering，QingdaoTechnologicalUniversity，ShandongQingdao266033，China)Abstract：InordertoanalyzethecharacteristicsofrotatingsoundfieldandsDetheghostsourceproblem．Kirchhofsourcesareestablishedaccordingtothepressuremodelandanalyticgreenfunctionofrotating却0theinfrequencydomain．Thepressuremo

4、delisdevelopedbytheKirchhof-Helmholtzintegralequationwiththeanalyticalgreenfunctionandthesoundiscalculatedbysolvingtheequation-TheequivalentrelationshipbetweenKirchhofsourceandrotatingsourcesisestimatedqualitativelyandquantitatively，basedOnthenumericalestimationresult，andthentheacoustic

5、alanalyticmethod，0rrotatingsourcesisobtained~ThismethodextendstheKirchhofintegrolmethodtothevaseofthemovingsoundsourceandsolvestheghostsourceequivalencepmb~mwithoutaddinganyextraboundarycondition．Thismethodis~sefulforthenoiseofrotatingmachineryintheory．KeyWords：RotatingSource；KJrchhofSo

6、urce；KirchhofIntegralEquation；AnalyticalGreenFunction1引言的等价、边界对声场影响的简化及其声场特陛的预测分析。然而，简单地把旋转声源简化为点声源或分布点源，把辐射声噪声污染是环境污染的主要问题之一。噪声污染中，汽轮波视为平面波进行声辐射研究，当旋转体兀何尺寸相对于噪声传播机、离心泵、风机等旋转机械噪声是很重要的一部分。这类噪声因距离不是小量时，这些简化已不符合声辐射实际；J比外，旋转运动声频带宽、运动状态下发声、声场特性与运动状态关系密切的特点辐射是—个复杂的动态过程，决定旋转噪声场特性的旋转速度、旋成为噪声研究的

7、难点，同时因旋转声源的声辐射机理、声场特性转源振动特性、声源相对空间位置等都随时间变化且相互耦合，使及声传播模式不明确成为声学研究的热点。其声场建模、解析困难。为此，以旋转点声源声场为基础，建立了旋该问题得到国内外诸多学者的关注。1965年文献【-首次推导转偶极子源的声辐射模型，并由此构建克希荷夫源，进一步由带有了旋转点力源的声辐射模型，并给出了声压时域表达式。文献田论解析格林函数的Kirchhof-Helmholtz积分方程建立了旋转声压模述了螺旋桨的发声机理及声场简化条件。文献四推导了旋转简谐型并进行了解析，从而创建一种用于旋转运动声辐射的解析方