一种无限大障板上平板的声辐射效率获取方法技术

本发明专利技术涉及一种无限大障板上平板的声辐射效率获取方法，包括以下步骤：构建在平板平面内产生的声压分布模型，所述声压分布模型采用Rayleigh积分形式表示；对所述平板进行离散化处理简化所述声压分布模型，并通过计算得到整个平板的表面的声压值；根据平板的表面的声压值和表面的速度值计算所述平板的声辐射效率。本发明专利技术能够有效获取无限大障板上平板的声辐射效率。辐射效率。辐射效率。

【技术实现步骤摘要】
一种无限大障板上平板的声辐射效率获取方法


[0001]本专利技术涉及声辐射效率获取
，特别是涉及一种无限大障板上平板的声辐射效率获取方法。

技术介绍

[0002]在FEM
‑
SEA混合计算中，有限元板
‑
统计能量法声腔或者有限元板
‑
统计能量法半无限场的混合模型需要计算有限元板的辐射效率，因此亟需一种有效的有限元板的声辐射效率获取方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种无限大障板上平板的声辐射效率获取方法，能够有效获取无限大障板上平板的声辐射效率。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种无限大障板上平板的声辐射效率获取方法，包括以下步骤：
[0005]构建在平板平面内产生的声压分布模型，所述声压分布模型采用Rayleigh积分形式表示；
[0006]对所述平板进行离散化处理简化所述声压分布模型，并通过计算得到整个平板的表面的声压值；
[0007]根据平板的表面的声压值和表面的速度值计算所述平板的声辐射效率。
[0008]所述构建在平板平面内产生的声压分布模型，所述声压分布模型采用Rayleigh积分形式表示，包括：
[0009]将平板的声场的受挡边界用所述平板嵌入到无限大刚性平面的模型表示，其中，平板的面积即为声场的有效辐射面积A，所述无限大刚性平面记为A
′
，在无限大刚性平面内，声场的位移恒为零；
[0010]若单位位移w(0,0)＝1产生的声压分布为g(x)，其中，x＝[x
1 x2]T
表示平板内的坐标，对于给定位移w(x)，在平板平面内产生的声压为：p(x)＝∫
Ω
g(x
‑
x
′
)w(x
′
)ds，其中，p(x)为平板平面内产生的声压，Ω＝A∪A
′
，g(
·
)为声场的格林函数，ρ为声场的密度，k
a
为声场的波数，ω表示圆频率，x
′
表示平板外声场中某一点，ds表示平板面积微元；
[0011]令r＝|x
‑
x
′
|，则其中，v(x
′
)＝jωw(x
′
)为频域复数形式的速度。
[0012]所述对所述平板进行离散化处理后得到的简化的所述声压分布模型为：其中，n为离散化单元的数量，m为离散化单元的编码，v
m
为离散
化单元m中点法向速度，s
m
为离散化单元m的面积。
[0013]所述计算得到整个平板的表面的声压值时，对于r＝0的奇点位置，通过阻抗法计算声压值。
[0014]所述根据平板的表面的声压值和表面的速度值计算所述平板的声辐射效率，包括：
[0015]通过P
rad
＝∫
A
I(x)ds计算所述平板的辐射声功率P
rad
，其中，P
*
(x)表示平板表面的声压共轭，v(x)为平板表面的速度值；
[0016]通过P
r
′
ad
＝ρc
a
A〈v2〉计算具有与所述平板相同面积和均方速度的刚性平板辐射到半空间的功率P
r
′
ad
，其中，c
a
表示声速，〈v2〉为平板结构的均方速度；
[0017]通过计算所述平板的声辐射效率σ。
[0018]有益效果
[0019]由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术将平板的声辐射效率获取基于Rayleigh积分展开，对平板进行离散处理，选定任一网格中点，积分域为整个平板，从而得到选定网格中点处的声压，同样方法可以得到整个有限元板表面的声压值，根据平板的声压和速度分布，进而获取有限元平板板的辐射效率。
附图说明
[0020]图1是本专利技术实施方式的流程图；
[0021]图2是本专利技术实施方式中受挡声场的位移边界示意图；
[0022]图3是本专利技术实施例中模态辐射效率曲线图。
具体实施方式
[0023]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0024]本专利技术的实施方式涉及一种无限大障板上平板的声辐射效率获取方法，如图1所示，包括以下步骤：构建在平板平面内产生的声压分布模型，所述声压分布模型采用Rayleigh积分形式表示；对所述平板进行离散化处理简化所述声压分布模型，并通过计算得到整个平板的表面的声压值；根据平板的表面的声压值和表面的速度值计算所述平板的声辐射效率。具体如下：
[0025]声场的受挡边界(baffled boundary)可以用辐射面嵌入到无限大刚性平面的模型描述，如图2所示，声场的有效辐射面积为A，阴影区域A
′
为无限刚性平面，当辐射面为受挡边界时，在阴影区域A
′
中，声场的位移恒为零，即：
[0026][0027]若单位位移w(0,0)＝1产生的声压分布为g(x)，x＝[x1x2]T
为平面A内的坐标，那么对于给定的位移w(x)，其在平面内产生的声压分布可写为：
[0028]p(x)＝∫
Ω
g(x
‑
x
′
)w(x
′
)ds
ꢀꢀ
(2)
[0029][0030]其中，Ω＝A∪A
′
，g(
·
)为声场的格林函数，ρ为声场的密度，k
a
为声场的波数，ω表示圆频率，x
′
表示平板外声场中某一点，ds表示平板面积微元。令r＝|x
‑
x
′
|，则公式(2)改写为：
[0031][0032]公式(4)即为采用Rayleigh积分形式表示的声压分布模型，其中，v(x
′
)＝jωw(x
′
)为频域复数形式的速度。
[0033]在对公式(4)进行计算时，将平板进行离散则可以进行简化处理：
[0034][0035]其中，n为离散化单元的数量，m为离散化单元的编码，v
m
为离散化单元m中点法向速度，s
m
为离散化单元m的面积。
[0036]采用公式(5)计算声压时，会出现r＝0的奇点，奇点位置的声压可采用阻抗法计算。
[0037]奇点的自辐射阻抗为Z
ii
＝F
i
/U
i
，其中，F
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无限大障板上平板的声辐射效率获取方法，其特征在于，包括以下步骤：构建在平板平面内产生的声压分布模型，所述声压分布模型采用Rayleigh积分形式表示；对所述平板进行离散化处理简化所述声压分布模型，并通过计算得到整个平板的表面的声压值；根据平板的表面的声压值和表面的速度值计算所述平板的声辐射效率。2.根据权利要求1所述的无限大障板上平板的声辐射效率获取方法，其特征在于，所述构建在平板平面内产生的声压分布模型，所述声压分布模型采用Rayleigh积分形式表示，包括：将平板的声场的受挡边界用所述平板嵌入到无限大刚性平面的模型表示，其中，平板的面积即为声场的有效辐射面积A，所述无限大刚性平面记为A
′
，在无限大刚性平面内，声场的位移恒为零；若单位位移w(0,0)＝1产生的声压分布为g(x)，其中，x＝[x
1 x2]
T
表示平板内的坐标，对于给定位移w(x)，在平板平面内产生的声压为：p(x)＝∫
Ω
g(x
‑
x
′
)w(x
′
)ds，其中，p(x)为平板平面内产生的声压，Ω＝A∪A
′
，g(
·
)为声场的格林函数，ρ为声场的密度，k
a
为声场的波数，ω表示圆频率，x
′
表示平板外声场中某一点，ds表示平板面积微元；令r＝|x
‑
x
′

【专利技术属性】
技术研发人员：张志刚，王放，
申请(专利权)人：上海索辰信息科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：