矩形薄板的振动与声辐射研究及其控制

论文摘要

近年来,噪声成了一个重要的环境问题,引起了众多专家学者的广泛关注,也是目前的一个研究重点。作为一门新兴的学科,有源噪声控制技术在最近的几十年时间里发展很快,由于传统的被动噪声控制在低频段存在缺陷,因此可以利用它来弥补不足。结构声有源控制基于辐射模态的理论,它避免了振动模态中复杂的耦合项,简化了计算。本文以对边固定对边自由矩形板为研究对象,在对其进行振动分析的基础上,对其声辐射模态控制进行了研究。论文主要研究内容有：(1)应用振型叠加法,推导了对边固定对边自由矩形薄板在简谐激励下的位移、速度关系式,分别利用MATLAB编程计算和有限元模拟证明了理论推导的结果。并由速度分布式得出了板周围空间声压分布的近似解。(2)基于声辐射模态理论,分析对边固定对边自由矩形板的各阶辐射模态以及辐射效率随频率的变化趋势,并研究了该种情况下声辐射模态和振动模态的对应关系。(3)根据辐射模态的特性,提出了抵消前N阶声辐射模态伴随系数法和声功率最小化法两种控制方法,并比较了两种方法的控制效果。最后讨论了激振力与控制力位置对控制效果的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 声辐射研究概况
• 1.2 有源声控制与有源力控制
• 1.2.1 有源声控制
• 1.2.2 有源力控制
• 1.3 结构声辐射模态的控制理论
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第2章 矩形薄板的振动分析
• 2.1 对边固定对边自由矩形薄板的自由振动分析
• 2.1.1 板的自由振动方程
• 2.1.2 结果分析
• 2.2 对边固定对边自由矩形薄板的受迫振动分析
• 2.2.1 板的受迫振动分析
• 2.2.2 结果分析
• 第3章 矩形薄板的声辐射模态
• 3.1 声辐射模态理论的基本概念
• 3.2 数值计算与分析
• 3.2.1 声辐射模态的数值计算与分析
• 3.2.2 声辐射效率的数值计算与分析
• 3.2.3 辐射模态和振动模态关系的数值计算与分析
• 第4章 声辐射的有源控制方法
• 4.1 声辐射有源控制理论
• 4.2 数值计算与分析
• 4.2.1 抵消前N阶声辐射模态伴随系数法的数值计算与分析
• 4.2.2 对两种控制方法的比较
• 4.2.3 激振力位置在抵消前N阶声辐射模态伴随系数法中对控制效果的影响
• 4.2.4 控制力位置在抵消前N阶声辐射模态伴随系数法中对控制效果的影响
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文