水下結構覆蓋粘彈性材料的降噪復矢徑法分析

郭凱　周軍娥

【摘 要】復矢徑法是探究水下結構覆蓋粘彈性材料的降噪特性的重要手段。本次研究采用SYSNOISE邊界元軟件以及脈動球聲輻射驗證軟件計算、審核復矢徑法在水下結構覆蓋粘彈性材料降噪中的應用有效性。

【關鍵詞】水下結構、覆蓋粘彈性材料、降噪、復矢徑法

水下結構覆蓋粘彈性材料的降噪研究需要以水下結構聲輻射問題分析為切入點，探討水下結構覆蓋粘彈性材料的降噪特性的方法有很多，傳統方法主要有：有限元法、解析法、邊界元法等，其中解析法的優點為：具有明確的物理意義，能夠簡單的計算出輻射聲場精確解（根據經典公式），但是該方法的缺點為：難以對復雜結構進行精確解的計算（內部各種耦合關系）；有限元法以及邊界元法的聯用，往往應用與復雜結構的輻射聲場精確解的求解，其中有限元法主要時計算結構表面的振動，而邊界元法主要求解位移解，但是在應用的過程中，往往容易受高頻段單元尺寸的限制，計算量比較大，工作效率卻非常的低，因此，近年來，這些傳統的方式被棄用，逐漸的拓展復矢徑法的應用。基于此，本文簡單的介紹了復矢徑法的內涵，淺析復矢徑法在探究水下結構覆蓋粘彈性材料的降噪特性中的應用價值，期望能夠產生一定的積極效用。

1 簡單的介紹復矢徑法的內涵

復矢徑法是一種間接性的積分方程法，它能夠將一系列的虛源點在結構內虛擬曲面上進行配置，并且視為虛擬的邊界，隨后，需要科學合理的測量結構表面振速，并且利用Helmholtz積分公式將其進行離散化，繼而進一步深入的計算出虛源點的強度（根據振速測點和虛源點之間的集合關系），得出相應的振動結構的外部聲場（且滿足Helmholtz積分公式以及Som-merfeld遠揚輻射等條件）。因此，復矢徑法能夠更加直接的探究結構內部的虛源點與其外部輻射聲場之間的關系（且不受任何振動結構形狀的影響）。與此同時，由于虛源配置往往時設在結構內部，因此，容易導致虛源特征頻率處存在非唯一解現象的產生。雖然目前，我們已經認知到復矢徑法在探究水下結構覆蓋粘彈性材料的降噪特性中的應用重要性，但是在實際操作的過程中，還是需要根據實際情況進行相應的調整，研究技術還需進一步改進。

在上述的應有優勢的指導下，本次研究采用SYSNOISE邊界元軟件以及脈動球聲輻射驗證軟件計算、審核復矢徑法在水下結構覆蓋粘彈性材料降噪中的應用有效性。即：采用SYSNOISE邊界元軟件有效的計算出結構測量面的聲壓，并且有機的引入復矢徑虛源，從而有效的解決虛源特征頻率處存在非唯一解現象問題，在全面的提高聲場計算的精確度的條件下，更加高效德爾衡量出水下結構覆蓋粘彈性材料的降噪效果。

2 淺析復矢徑法在探究水下結構覆蓋粘彈性材料的降噪特性中的應用價值

復矢徑法在探究水下結構覆蓋粘彈性材料的降噪特性中的應用主要體現在：

2.1 對聲壓測量的虛源法原理的應用

所謂的聲壓測量虛源法原理，是指：在振動空腔結構的虛擬曲面上，進行虛源疊加，表現為單層勢、雙層勢或者單雙組合勢等，同歸一些列的測量虛源數值的計算，得出：將奇異值控制在最低，便會急劇的降低計算的精確度，因此，需要嚴格的而控制奇異值標準。

2.2 復矢徑縮比配置

復矢徑縮比配置中的結構虛源系統與相應的動力學求解具有密切的聯系，兩者之間具有強烈的相似性，也就是有阻尼結構的動力學系統虛源特征頻率處不存在非唯一解現象，只具備唯一解，因此，有效的控制復矢徑縮比系數，便能夠有效的提升計算的精確度。

2.3 粘彈性材料聲阻抗傳遞

水下結構覆蓋粘彈性材料的降噪會伴隨各種各樣的水下結構，如：圓柱殼、球殼，這些形狀的水下機構一旦粘連粘彈性材料，便會促使耦合邊界有效的滿足振速連續性以及徑向聲壓條件，而且眾所周知的是：結構聲輻射主要是以徑向聲傳播，因此，復矢徑法在探究水下結構覆蓋粘彈性材料的降噪特性中的應用，能夠充分的彰顯出降噪的有效性。

2.4 粘彈性層界面耦合

水下結構覆蓋粘彈性材料中的表面振動減弱的話，便會在結構以及粘彈性界面的交界處形成強烈的反射或者透射，因此，能夠起到隔聲、吸聲的作用。另外，聲音能夠在粘彈性材料內發生相應的波形轉換，而且波形通過粘彈性材料的聲波能夠沿著徑向結構進行外輻射，然后，需要科學合理的測量結構表面振速，并且利用Helmholtz積分公式將其進行離散化，繼而進一步深入的計算出虛源點的強度。在整個運行的過程中，噪聲便有效的降低，因此，全面的提升粘彈性層界面耦合處理能力是降噪的關鍵。另外，由于水下結構覆蓋粘彈性材料的降噪如果為自由空間，選擇我們需要嚴格的控制粘彈性層內表面聲壓以及相應的振速，才能達到預想的降噪效果。

除此之外，在一切控制孔總完成之后，還需要利用復矢徑法進一步檢測降噪效果，一旦發現任何問題，及時的進行修正，從而達到最理想的降噪效果。采用SYSNOISE邊界元軟件以及脈動球聲輻射驗證軟件計算、審核復矢徑法在水下結構覆蓋粘彈性材料降噪中的應用有效性，同時，需要全面的強化相關工作人員的綜合素質，加大相關技術的自主研發，根據我國特色以及各種資源的利用情況，整合出一套完整且完善的管理機制，為提升其計算的精準度保駕護航，且為我國的水下結構覆蓋粘彈性材料的降噪研究事業指明方向，提供一定的幫助。

3 結語

本次研究證實了復矢徑法在探究水下結構覆蓋粘彈性材料的降噪特性中的應用價值，從復矢徑法的內涵介紹以及復矢徑法在探究水下結構覆蓋粘彈性材料的降噪特性中的應用價值分析，探討了相應數據計算提升精準度的策略，得出：對聲壓測量的虛源法原理的應用、復矢徑縮比配置、粘彈性材料聲阻抗傳以及粘彈性層界面耦合是影響其精準度的關鍵要素，需要嚴格的控制好這些要素的計算質量，從而確保降噪效果的準確判定。另外，在控制自然因素的同時，還要強化人文因素的控制，全面的提升相關工作人員的綜合技能和綜合素質，強化技術的自主研發等也是重點工作，而且人文因素的控制，在很大程度上影響著降噪工作效率和質量，因此，自認因素與人文因素需要齊頭并進的強化控制，保障每個細小的環節計算準確無誤，才能推動降噪效果的提升。本文的分析闡述可能存在一定的片面性，需要進一步深入探究，但是不能忽視其研究價值，期望能夠產生一定的積極效用。

[責任編輯：王偉平]