无网格法在汽车车内噪声分析中的应用研究

论文摘要

针对目前在汽车噪声分析时尚未有一种成熟的方法用于中频分析,本文提出用无网格方法来求解。无网格方法作为一种数值分析方法,与有限元法、边界元法等传统的数值分析方法相比具有许多突出的优点。近年来,国内外学者在无网格方法研究方面已经取得了很多具有开创性的重要成果,本论文尝试将无网格方法用于分析车内噪声,期望能较好地解决中频域的噪声分析问题。在研究过程中主要进行了如下研究工作:1.介绍了汽车的NVH特性,总结了NVH技术的最新发展,指出车内噪声分析与控制是其重要的组成部分。通过分析国内外学者在车内噪声研究方面取得的成果及进展,归纳出在汽车噪声分析领域常用到的如有限元法、边界元法、统计能量法等常用分析方法。详细分析了各种分析方法在分析计算车内噪声各频段内的优缺点,进而有针对性地提出了本文的研究内容。2.简要介绍了无网格法的研究现状和发展趋势,总结了无网格法的特点及优越性,大体描述了无网格法实现的总体步骤,综合考虑本文研究对象与无网格法的特点,选取了无网格配点法和无网格局部Petrov-Galerkin法用于本文的分析。3.详细推导出空穴声学模态分析的无网格法方程,以某车的乘员舱作为计算模型,采用自编的计算机程序分析了乘员舱的声学模态,并进行了数值计算验证。4.基于声—固耦合的无网格模型,充分运用无网格法的优点,建立了一种无网格法分析车内噪声中频域方法。通过本文的研究,推广了无网格法在分析车内噪声中的应用,经验证无网格法能有效进行中频域的噪声分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 汽车NVH 特性
• 1.2 汽车车内噪声
• 1.3 汽车车内噪声国内外研究现状
• 1.3.1 国内研究现状
• 1.3.2 国外研究现状
• 1.4 针对汽车振动与噪声分析的方法
• 1.4.1 多体系统动力学方法
• 1.4.2 有限元法
• 1.4.3 边界元法
• 1.4.4 有限元—边界元法
• 1.4.5 统计能量分析法
• 1.4.6 声传递向量及贡献量方法
• 1.5 汽车车内噪声分析技术的最新进展及发展趋势
• 1.5.1 汽车新产品的设计阶段已融入噪声控制技术
• 1.5.2 关注提高仿真分析的置信度
• 1.5.3 新材料、新结构在车辆噪声控制中的应用
• 1.6 本论文研究内容的提出
• 1.7 本章小结
• 第二章 无网格法简介
• 2.1 无网格方法的发展与研究现状
• 2.2 无网格法的特点及优越性
• 2.3 无网格法的基本原理
• 2.4 基本边界条件的合理引入
• 2.4.1 Lagrange 乘子法
• 2.4.2 修正的变分原理
• 2.4.3 与有限元相耦合的无网格方法
• 2.5 本文所采用的无网格法格式
• 2.5.1 移动最小二乘近似（MLS）
• 2.5.2 配点法
• 2.5.3 局部Petrov-Galerkin 法
• 2.6 本章小结
• 第三章 空穴内声场模态分析的无网格法
• 3.1 空穴的声场方程
• 3.2 径向基点插值法
• 3.3 汽车乘座室空腔声学特性无网格法分析过程
• 3.4 求解结果对比分析
• 3.5 管道声学模型算例
• 3.6 本章小结
• 第四章 声-固耦合分析的无网格法
• 4.1 声-固耦合模型
• 4.2 声-固耦合的无网格分析
• 4.2.1 声-固耦合系统中结构的无网格分析
• 4.2.2 声-固耦合系统中声场的无网格分析
• 4.2.3 声-固耦合系统无网格法
• 4.3 声-固耦合无网格法算例
• 4.3.1 本文方法计算结果验证
• 4.3.2 内部声场的计算结果分析
• 4.4 声-固耦合模型的拓展
• 4.5 本章小结
• 第五章 全文总结及展望
• 5.1 研究工作内容
• 5.2 主要研究成果
• 5.3 创新点
• 5.4 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢