鞋盒式房间室内声学建模仿真 Modeling and Simulation of the Shoebox Room Acoustic 1 摘要 鞋盒式房间是指不能够处理室内几何形状复杂和室内有任何物体的矩形空间。室内声学建模是通过计算机建立封闭环境的房间模型，借助特定的算法求出房间的冲激响应函数，模拟室内声波传播情况。本文推导了利用镜像源法对鞋盒式房间室内声场进行建模的基本原理和算法。镜像源法是建立在镜面反射虚像的原理上，用几何法作图将反射声看成与声源对称的镜像源发出的。该算法可以获得给定环境条件下声源至接收麦克风之间的冲激响应函数。利用MATLAB平台，仿真建立一个具有可操控房间温度、湿度及墙壁材料的矩形房间模型，再利用计算机完成数据分析处理。通过改变鞋盒式房间的内部环境，模拟声波在这些环境的改变下的传播情况，研究房间的混响情况，房间环境对混响的影响，找出房间的最佳混响时间。 关键词:镜像源法混响时间 MATLAB 2 Abstract Shoebox room is not able to handle complex geometry and interior room of any object in the rectangular space. Room acoustics modeling is the establishment of a closed environment through the computer room model, with a particular algorithm the room impulse response function to simulate the spread of indoor sound. Image source is derived using method of shoebox rooms to model the interior sound field the basic principles and algorithms. Image source method is based on the principle
水 利学报SHUILI XUEBAO 2011年10月 第42卷第10期 文章编号：0559-9350（2011）10-1192-09收稿日期：2009-12-14 基金项目：国家自然科学基金重点项目（50639030）；国家“863”计划专题课题（2006AA09Z348）；“新世纪优秀人才支持计划” （NCET-06-0241） 作者简介：胡存（1986-），女，安徽宿州人，博士生，主要从事海洋土动力特性研究。E-mail ：shui03012121@https://www.doczj.com/doc/135529708.html, 适用于饱和黏土循环动力分析的新型边界面塑性模型 胡存，刘海笑 （天津大学建筑工程学院，天津300072） 摘要：为了合理评估嵌入式海洋工程结构在海洋环境中的动力响应和工作性能，有必要建立一种形式简单且能真实模拟饱和土体复杂动力特性的本构模型。本文基于广义各向同性硬化准则提出了适用于描述循环荷载作用下饱和黏土复杂动力特性的新型边界面塑性模型。模型引入广义各向同性硬化中心，实现边界面的等向硬化和运动硬化，以反映循环荷载作用下饱和黏土各向异性的演化。同时，土体的连续循环加载过程被分为三类加载事件：初始加载、卸载和再加载事件，采用不同的插值公式计算其塑性模量，以模拟循环塑性应变和孔压的累积；以该硬化中心作为映射中心，从而体现土体在卸载过程中产生的塑性变形，合理地模拟循环荷载作用下土体应力应变关系的滞回特性。应用该模型对饱和黏土在短期较高应力水平下和长期低应力水平下的循环动力特性进行预测，并与相关文献中的试验数据比较，证明了该模型的合理性。 关键词：循环荷载；边界面塑性模型；广义各向同性硬化准则；硬化中心；饱和黏土 中图分类号：TU435文献标识码：A 1问题提出 嵌入式海洋工程结构主要依靠海洋土的嵌固作用保持稳定并提供结构的工作性能，在复杂的风、浪、流等海洋环境条件下，其响应及性能不仅取决于结构自身，同时与海洋土力学特性的演变规律密切相关。因此，建立能合理而准确地反映循环荷载作用下饱和土体特性的演变规律的本构模型对于解决嵌入式海洋工程结构的动力响应问题显得尤为重要。近几十年来，为了描述土体等材料在循环荷载作用下的力学特性，国内外出现了多种弹塑性的动本构模型，其中两类重要的模型脱颖而出：①Iwan ［1］和Mroz 等 ［2-3］提出的基于运动硬化塑性理论的多面模型；②Dafalias 和Popov ［4］提出的边界面塑性理论模型（也称双面模型）以及Dafalias 和Herrmann ［5-7］改进的单面模型。后续的研究者如Crouch 等［8-10］、Li 和Meissner ［11］和Yu 等［12］，对于这两类模型做了很多改进，从而使该两类模型对于土 体的循环动力特性的模拟取得了较大的进步。在上述的弹塑性模型中，以单面模型最为简单，容易数值实现，但以往的单面模型［4-7，12-13］建立在 各向同性假设的基础上，并且往往采用弹性卸载的概念，难以模拟在循环荷载作用下应力诱发的各向异性以及卸载时土体产生的塑性变形，从而导致对循环荷载下土体滞回现象的模拟不尽合理。为此，Liang 和Ma ［14-15］、黄茂松等［16］通过引入组构张量或各向异性张量对单面模型进行了改进，但引入 了较多参数，增加了单面模型的复杂性；多面模型和基于运动硬化理论的双面模型，如Li 和Meissner ［11］对于循环加载下土体的各向异性和滞回圈的演化描述较为合理，但因为涉及到多个面的运动演化和 相互的几何关系，尤其是三维应力情况时，不易于数值实现。针对上述问题，本文基于广义各向同性硬化准则，提出了适用于饱和黏土循环动力分析的单面模型。引入广义各向同性硬化中心，实现边界面的等向硬化和运动硬化；以该硬化中心作为映射中— —1192
张燕平，邹慧锦，邢航，等.CCA三支决策模型的边界域样本处理[J].计算机科学与探索，2014，8（5）：593-600. ISSN1673-9418CODEN JKYTA8 Journal of Frontiers of Computer Science and Technology 1673-9418/2014/08(05)-0593-08 doi:10.3778/j.issn.1673-9418.1307018E-mail:fcst@https://www.doczj.com/doc/135529708.html, https://www.doczj.com/doc/135529708.html, Tel:+86-10-89056056 CCA三支决策模型的边界域样本处理* 张燕平1,2，邹慧锦1,2，邢航1,2，赵姝1,2+ 1.安徽大学计算机科学与技术学院，合肥230601 2.安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室，合肥230601 Dealing with Samples in Boundary Regions of Three-Way Decisions Model Based on CCA ZHANG Yanping1,2,ZOU Huijin1,2,XING Hang1,2,ZHAO Shu1,2+ 1.School of Computer Science and Technology,Anhui University,Hefei230601,China 2.Key Laboratory of Intelligent Computing and Signal Processing of Ministry of Education,Anhui University,Hefei 230601,China +Corresponding author:E-mail:zhaoshuzs2002@https://www.doczj.com/doc/135529708.html, ZHANG Yanping,ZOU Huijin,XING Hang,et al.Dealing with samples in boundary regions of three-way decisions model based on CCA.Journal of Frontiers of Computer Science and Technology,2014,8(5)：593-600. Abstract:The three-way decisions model based on constructive covering algorithm(CCA)produces automatically three regions:positive regions(POS),negative regions(NEG)and boundary regions(BND)according to the distri-bution characteristic of samples.The model provides a new idea to deal with samples in BND for the theory of three-way decisions.This paper proposes two methods to deal with samples in BND:The first method deals with all sam-ples in BND,which gives three principles,nearest to the center principle,nearest to the boundary principle and grav-ity principle;The second one deals with part of samples in BND,i.e.,the samples which satisfy some conditions are dealt with,and the rest samples are still in the BND.The second method promotes the accuracy.This paper com-pares the two methods on five datasets using10-fold cross-validation.The experimental results show that the ef- *The National Natural Science Foundation of China under Grant Nos.61073117,61175046(国家自然科学基金);the Natural Science Foundation of Anhui Province of China under Grant No.11040606M145(安徽省自然科学基金);the Science Research Program of Higher Education Institutions of Anhui Province under Grant No.KJ2013A016(安徽省教育厅科学基金);the Student Research Training Program of Anhui University(安徽大学大学生科研训练计划). Received2013-05,Accepted2013-07. CNKI网络优先出版：2013-10-08,https://www.doczj.com/doc/135529708.html,/kcms/detail/11.5602.TP.20131008.1636.005.html
基金项目 作者简介 山东平原人 主要从事岩土本构理论及应用的研究 黏土的各向异性边界面模型 魏星黄茂松 西南交通大学岩土工程系四川成都 同济大学地下建筑与工程系 上海 摘要基于临界状态理论和边界面本构理论通过引入各向异性张量建立各向异性的边界面和硬化法则提出了一 黏土的初始各向异性由不等向的 固结过程产生因此假定各向异性张量的初始值可由初始应力状态确定 并且提出了一个由塑性体应变和塑性剪文中 对具有不同初始固结应力状态的多组高岭土试样的三轴试验结果进行了模拟吻合较好关键词黏土 初始各向异性诱发各向异性边界面模型 早在 等由于各向异性的普遍性以及它对土 的应力应变行为的显著影响 国内外学者提出了许多旨在考虑各向异性的本构模型这些模型 如组构张量 和各向异性张量 因为土颗粒的排列是由应力历史决定的系 各向异性张量 表明和图 试验测得的屈服面并不是以静水压轴而是基本以线的交点所对应的围 压 等黏土的屈服面并且还总结了其它 特性不尽相同
图黏土的屈服面形状黏土的屈服面形状 早在 就采用了根据 等 式中 对于固结应力状态可得各向异性张量各分量的初始量为 式中 各向异性边界面模型 边界面方程本文模 空间中边界面的形状见图 式中为平均球应力 为第一应力不变量为折减偏应力张 量的第二不变量 为空间 角定义 为折减偏应力张量的第三不变量与三轴压缩应力状态的临界 状态线斜率 映射法则采用提出的径向映射边界面上的相应力点 应力点图中的和分别为原点和当前应力点至像应力 对于任意当前应力点 应力点
映射法则的图解说明 式中 将和 硬化法则 等向硬化法则根据黏土压缩特性可知前期固结压力与塑性体应变之间存在以下关系 式中?和分别为 为初始孔隙比 各向异性硬化法则各向异性硬化法则考虑到在应力比达到临界状态 ? 由于该硬化法则同时考虑 塑性模量边界面上像应力点的塑性模量可由一致性条件 量由插值计算如下 式中 当应力点处于边界面上 增量型应力应变关系 式中 为塑性加载因子 本文模型采用关联流动法则 再计入弹性应变部分可得增量型的应力应变关系
ICS号 中国标准文献分类号 团体标准 T/CSAEXXX－2020 汽车整车气动-声学风洞风噪试验 —泄漏噪声测量方法 Wind noise test for full-scale automobile in aero-acoustical wind tunnel — the measurement method of leakage noise （征求意见稿） 在提交反馈意见时，请将您知道的该标准所涉必要专利信息连同支持性文件一并附上。
目次 前言 (3) 1 范围 (4) 2 规范性引用文件 (4) 3 术语和定义 (4) 4 基本条件 (5) 4.1概述 (5) 4.2测试环境-声学风洞 (5) 4.3测试仪器 (5) 4.4被测车辆 (6) 4.5密封材料 (6) 4.5.1 胶带 (6) 4.5.2 胶泥或胶条 (6) 5测量与密封方法 (6) 5.1 概述 (6) 5.2 测量方法 (6) 5.3 车外密封 (7) 5.3 车内密封 (7) 6工况制定 (7) 6.1 概述 (7) 6.2 密封位置 (7) 6.3 整车泄漏噪声 (7) 6.4 局部泄漏噪声 (7) 6.4.1基准状态 (7) 6.4.2 测试顺序方法 (8) 6.5 工况制定基本原则 (8) 7测量流程 (8) 7.1 前期准备工作 (8) 7.2 正式测量过程 (8) 8 评价参数 (9) 8. 1概述 (9) 8.2A计权声压级 (9) 8.3累计声压差分值 (9) 8.4语言清晰度指数 (9) 8.5总响度 (9) 8.6 尖锐度 (9) 9记录 (10) 10数据处理和测量报告 (10) 附录 A (11) 附录 B (12) 附录 C (14)
土力学的认识 对于人类, 土就是最古老的材料之一。“水来土湮” , 古代人类在与洪水的斗争中, 土就是她们最原始的武器。同时, 在土层深厚的大河名川中下游两岸, 也就是人类发源、繁衍与生息的乐园, 目前也还就是政治、经济与文化发达的地区。在这些广裹深厚的土层上, 人类耕耘营造、生生不息, 取得了关于土的丰富的知识与经验。但土力学发展成为一门独立的学科却就是1 9 2 5年卡尔·太沙基发表了她的“土力学”一书以后的事。因而在庞大的力学家族中, 土力学还就是一个较年轻的成员。这种情况就是与土本身的力学性质的复杂性有关的。 我们知道, 理论力学将对象理想化为刚体; 材料力学将对象理想化为线弹的固体; 连续介质力学将对象理想化为均匀的连续介质。这种理想化的连续介质, 对土体来说, 仍嫌粗糙。土由不连续的固体颗粒、液体与气体三相组成。固体颗粒的矿物成分、粗细、形状、级配、密度及构造, 土粒间孔隙中水与气体的比例及形态都对土的力学性质有很大的影响。 土与其她力学学科所研究的对象不同之处还在于它就是地质历史的产物。它们历尽苍桑,经历过漫长的风化、搬迁、沉积与地壳运动等过程, 形成其独特的性质。原状土一般就是不均匀的、各向异性的, 有一定的胶结性或特定的结构性。因而重复性极少, 严格地讲, 世界上没有性质完全相同的两种原状土。同样, 在室内试验研究中的重塑土也由于存制样、固结方式与程序等差别, 很难达到完全一致。而在室内试验中研究原状土, 取样扰动或代表性问题,就成了研究工作的严重障碍。 因此, 土的力学性质比其她材料复杂得多,而且影响因素也更多。比如土的应力应变关系就是明显的非线性、弹塑性、具有剪胀(缩)性、应变硬化(或软化)、流变性等等, 且与应力状态、应力历史与应力路线有关, 一般呈各向异性, 有明显的卸载一再加载回滞圈, 存在着各种因素的藕与关系。因而, 在目前已有的数以百计的本构模型中, 尚无一个模型能反映上述的所有性质与影响因素。 三、实践在土力学中的地位 由于土的力学性质复杂多变,所以土力学的发展离不开实践。在建立与验证土的力学理论时离不开试验与现场观测。在解决实际工程问题时,也离不开长期实践经验。理论的正确性也只能在工程实践中得到检验。所以试验一理论一工程实践就是土力学的主要工作方法。 试验在发展土力学理论中就是非常重要的。首先,在建立理论与模型时,
基于Matlab实现的地震波场边界处理软件 姓名：姚嘉德学号：2015301130007 院系：资源与环境科学学院 摘要：用有限差分法模拟地震波场是研究地震波在地球介质中传播的有效方法。但我们在实验室进行波场数值模拟时有限差分网格是限制在人工边界里面，即引入了人工边界条件。本文采用Clayton_Engquist_Majda二阶吸收边界条件，通过MATLAB编程实现了这一算法。依靠MATLAB具有更加直观的、符合大众思维习惯的代码，为用户提供了友好、简洁的程序开发环境，方便同行们交流。利用Matlab本身所具有可视化功能以及像素识别功能，可以将生成的动画电影进行识别，用于地震局实时分析有着深远意义。 关键词：有限差分法，地震波场，吸收边界条件，MATLAB矢量帧,像素识别 Abstract：Modeling seismic wave field with the Finite Difference Method (FDM) is an effective method to study theseismic wave propagation in the earth medium. When we model seismic wave field in the laboratory, the finitedifference grids are restricted in the artificial boundary. So it should introduce the artificial boundary conditions. This paper adopts Clayton_Engquist_Majda second absorbing boundary conditions and realizes the arithmetic with MATLAB. The MATLAB codes are direct and accord with our thinking custom. So it can provide the friendlyand succinct programming environment and is easy to communicate with https://www.doczj.com/doc/135529708.html,ing the functions of Matlab that make visualization come true and identify the pixel,we can identify the earthquake wave field. Key words: finite difference method, seismic wave field, numerical modeling, absorbing boundary conditions,MATLAB
Aeroacoustics 气动声学 翻译：岳刚伟
简介 本翻译英文原文源于STAR-CCM+12.02版本的帮助文件，仅供从事CFD相关领域的同学参考，译者从2010年开始从事汽车行业的CFD仿真分析工作，本翻译根据自身的理解进行，翻译过程中错误在所难免，请予以指正。 附制作的空气动力学视频，请提出指导建议，感谢！ https://https://www.doczj.com/doc/135529708.html,/x/page/w0159lk8pka.html? https://https://www.doczj.com/doc/135529708.html,/x/page/s0156bgaa11.html?
Computational aeroacoustics (CAA) is a branch of multiphysics modeling and simulation that involves identifying noise sources that are induced by fluid flow and propagation of the subsequently generated sound waves. 计算气动声学（CAA）是多体物理学的建模和仿真的一个分支，包括识别流体流动和随后产生的声波的传递而产生的噪声源。 Noise sources originate from various types of flow, such as: 噪声源来自于各种类型的流动，例如： Turbulent flow over solid bodies (bluff body flows) 固体表面的湍流（钝体/非线性流动） Turbulent boundary layer flows (for example, automobile, aircraft components) 湍流边界层流动（例如汽车、飞机部件） High-speed turbulent shear flows (for example, free jet flow) 高速湍流切变流动（例如，自由射流） High-speed impinging flows (for example, jet impingement, rocket exhaust noise) 高速撞击流（如射流冲击、火箭排气噪声） Structural vibration that is induced by fluid flow (fluid-structure interactions) 由流体流动（流体与结构相互作用）引起的结构振动 High-speed rotating flows (for example, rotorcrafts or turbomachinery) 高速旋转流（例如，直升机或涡轮机械） Turbulent combustion (reacting flows) 湍流燃烧（反应流） Blast waves (explosions) 爆炸波（爆炸） A typical CAA simulation requires the following components: 典型的CAA仿真需要以下组件： Navier-Stokes equations for fluid flow 流体流动的纳维-斯托克方程 High-resolution turbulence models 高精度的湍流模型 Analytical or computational acoustic wave propagation
FLUENT常用的湍流模型及壁面函数处理 本文内容摘自《精通CFD工程仿真与案例实战》。实际上也是帮助文档的翻译，英文好的可直接参阅帮助文档。 FLUENT中的湍流模型很多，有单方程模型，双方程模型，雷诺应力模型，转捩模型等等。这里只针对最常用的模型。 1、湍流模型描述 2、湍流模型的选择
有两种方法处理近壁面区域。一种方法，不求解粘性影响内部区域（粘性子层及过渡层），使用一种称之为“wall function”的半经验方法去计算壁面与充分发展湍流区域之间的粘性影响区域。采用壁面函数法，省去了为壁面的存在而修改湍流模型。 另一种方法，修改湍流模型以使其能够求解近壁粘性影响区域，包括粘性子层。此处使用的方法即近壁模型。（近壁模型不需要使用壁面函数，如一些低雷诺数模型，K-W湍流模型是一种典型的近壁湍流模型）。
所有壁面函数（除scalable壁面函数外）的最主要缺点在于：沿壁面法向细化网格时，会导致使数值结果恶化。当y+小于15时，将会在壁面剪切力及热传递方面逐渐导致产生无界错误。然而这是若干年前的工业标准，如今ANSYS FLUENT采取了措施提供了更高级的壁面格式，以允许网格细化而不产生结果恶化。这些y+无关的格式是默认的基于w方程的湍流模型。对于基于epsilon方程的模型，增强壁面函数（EWT）提供了相同的功能。这一选项同样是SA模型所默认的，该选项允许用户使其模型与近壁面y+求解无关。（实际上是这样的：K-W方程是低雷诺数模型，采用网格求解的方式计算近壁面粘性区域，所以加密网格降低y+值不会导致结果恶化。k-e方程是高雷诺数模型，其要求第一层网格位于湍流充分发展区域，而此时若加密网格导致第一层网格处于粘性子层内，则会造成计算结果恶化。这时候可以使用增强壁面函数以避免这类问题。SA模型默认使用增强壁面函数）。 只有当所有的边界层求解都达到要求了才可能获得高质量的壁面边界层数值计算结果。这一要求比单纯的几个Y+值达到要求更重要。覆盖边界层的最小网格数量在10层左右，最好能达到20层。还有一点需要注意的是，提高边界层求解常常可以取得稳健的数值计算结果，因为只需要细化壁面法向方向网格。与增加精度向伴随的是计算开销的增加。对于非结构网格，建议划分10~20层棱柱层网格以提高壁面边界层的预测精度。棱柱层厚度应当被设计为保证有15层或更多网格节点。这可以在获得计算结果后，通过查看边界层中心的最大湍流粘度，该值提供了边界层的厚度（最大值的两倍位置即边界层的边）。棱柱层大于边界层厚度是必要的，否则棱柱层会限制边界层的增长。 一些建议：（1）对于epsilon方程，使用enhanced壁面函数。（2）若壁面函数有助于epsilon方程，则可以使用scalable壁面函数。（3）对于基于w 方程的模型，使用默认的增强壁面函数。（4）SA模型，使用增强壁面处理。 以上内容翻译自Fluent理论文档P121。 1、标准壁面函数 ANSYS FLUENT中的标准壁面函数是基于launder与spalding的工作，在工业上有广泛的应用。
基金项目 作者简介 黑龙江人博士后 路德春姚仰平张在明 杜修力 北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室 北京 北京航空航天大学交通科学与工程学院北京 摘要土的应力应变关系与应力路径密切相关充分接近的两条加载路径所产生的变形基本相同因此可将任意应力路径转化为与其充分接近且易于计算变形的应力路径在此基础上本文通过定义两个应力状态的参量分别描述等应力比循环加载和等平均应力循环加载条件下土的塑性变形规律以及两者的相互影响并给出一个新的加卸载准则在不增加任何土性参数的条件下将现有的土的应力路径本构模型扩展应用于循环加载条件通过与试验结果的比较表明本文提出的循环加载模型 模型简单易用只含 关键词本构模型应力路径循环加载加卸载准则 研究背景 而且与外力作用密切相关然而现有土的本构模型大都建立在塑性变形与应力路径无关假定的基础上如剑桥模型模型通常用与实际工程相同或相近的应力路径来进行土工试验应力路径的相关性 等 个区域殷宗泽 胡德金等 路德春等根据土在不同加载条件下应力提出了一种考虑应力路径相关性的方法即认为充分接近的两条加载路径下土所产生的变形基本相等因而可将任意应力路径 以 循环加载和等平均应力循环加载条件 在不增加任何土性参数的条件 采用基于广义非线性强度理论 三维化方法将模型用于三维应力条件 桥模型通过与文献资料中的砂土和黏土在多种应力路径下的试验结果的比较表明本文模型可较合理地描述循环 每个参数均具有明确的物理意
模型的应力应变关系土的应力路径本构模型为增量形式的应力应变关系 利用广义虎克定律计算弹性体应变和弹性剪应变分别为 式中 上式中 式中 上式中 式中为初始孔隙比 塑性体积应变与塑性剪应变的表达式分别为 式中即由剪缩转为剪胀拐点处的应力比为等向固结压缩 基于准则的变换应力张量 上式中
计算气动声学CAA若干学习经验 在论坛上看到越来越多的人也在做气动声学相关的东西，颇有得遇同道中人的喜悦。本人在硕士阶段就开始接触一些气动声学相关的东西，工作后主要的研究内容就更专一了：航空声学。工作一年后，通过各种乱七八糟的学习过程，对计算气动声学有了更多的理解。受版主水若无痕的影响（他是我的同学），因此打算在此写个与计算气动声学（CAA）相关的东西，和大家交流交流。 对气动声学的关注始于上世纪的50年代，原因就是当时涡喷式航空发动机的喷流噪声实在是太吓人了。于是，牛逼的莱特希尔（Lighthill）坐在火车上，在一个信封上一顿写，就把N-S方程给改写成了波动方程的形式。方程的左边是一个经典声学的波动方程，而右边则是一个主要与湍流相关的源项，被后人称为莱特希尔应力张量。这就是所谓的莱特希尔方程了，气动声学的开山之作。莱尔希尔方程的声源为四极子声源，也就是湍流噪声源，主要适用于高速、湍流为主要噪声源的情况，如高速喷流。方程的声源项未知，需要采用CFD或者试验来获取。 再后来，柯尔（Curler）同志对莱特希尔方程进一步发展，得出了考虑了固壁影响的柯尔方程。柯尔方程主要适用于低速情况下的固壁绕流噪声计算，如低速的圆柱绕流、机翼绕流等。此时，气动噪声源主要为偶极子声源，声源的强度为声源表面对流体的作用力。这种作用力不单是压力，还包括表面动量流量。当然，对于固壁来说，法向速度为零，也就没有动量流量了，因此采用固壁表面作为声源面时，只需要壁面的压力脉动即可。而在采用通流面作为积分面时，则需要考虑动量流量了，这在后面会有介绍。 福茨威廉斯与霍金斯（Ffcows Williams &Hawkings）两位在莱特希尔方程的基础上，发展出FW-H方程。FW-H方程的发展主要是针对运动壁面的发声情况。这里说的运动壁面指的是在来流中的运动，也就是说壁面具有加速度，如螺旋桨。FW-H方程包含了所有的噪声源，单极子、偶极子和四极子。这三种声源的发声效率递减，指向性差异很大。一般来说，FW-H 方程能够描述所有的气动噪声问题，只不过你需要根据你计算问题的具体情况，来确定哪种噪声源为主，哪种噪声源可以忽略。现在主流的气动声学计算软件基本上都用的是FW-H方程。 上面大概介绍了一下气动声学理论方面你的东西。具体的方程形式复杂，推导困难，我是不会的。不过随便找本相关的书都有这方面的介绍，大家可以好好看看。这三个方程有个一致的假设，就是声场与流场不存在相互影响。这三个方程的主要作用有两个：一是告诉了我们声源的发声机理，以及怎么由流场参数去求声源参数；二是方程的积分解可以用来解决一些简单的气动声学问题，后面会提及。 有了这些方程后，我们就应该想着去计算气动噪声了。一个完整的气动噪声计算应该包括以下三个部分：声源计算、声传播计算和声辐射计算。如下面这张图片所示。
关于Cohesive模型应用的一些小结 学习粘聚力单元时从各种讨论中获益匪浅，现总结自己做过的一些练习模型，希望对大家有所帮助。里面有很多是论坛中帖子里面的知识，在此对原作者一并谢过。错误疏漏之处请大家多指正。 这里所有的粘聚力模型都是指Traction-separation-based modeling( The modeling of bonded interfaces in composite materials often involves situations where the intermediate glue material is very thin and for all practical purposes may be considered to be of zero thickness，帮助文献目录为32.5.1-2 )。模型中参数仅作测试用，没有实际意义。 1.引言及一些讨论 粘聚力模型( Cohesive Model )将复杂的破坏过程用两个面之间的‘相对分离位移-力’关系表达。这种粘聚力关系很大程度上是宏观唯象的，有多种表达形式，如图1-1所示。 图1-1 常见的粘聚力关系 Abaqus软件中自带的粘聚力模型为线性三角形(下降阶段可以为非线性)。其它如指数、 梯形等模型主要通过用户单元子程序(UEL/VUEL)实现。粘聚力模型的形状对某些计算结果( 例如单纯的拉开分层)影响很大。
1.1 粘聚力单元及粘聚力接触 粘聚力模型可以通过使用粘聚力单元( Cohesiev Elements )或者粘聚力接触( Cohesive Surfaces )来实现。在模型和参数都一致的时候，两类方法得到的结果略有差别。 1.2粘聚力单元 Abaqus中的粘聚力单元包括3D单元COH3D8，COH3D6；2D单元COH2D4；轴对称单元COHAX4；以及相应的孔压单元。 单元的厚度(分离)方向 对于粘聚力单元，一个非常重要的方面是确定单元的厚度(分离)方向( Thickness direction、Stack direction )。以三维8节点单元COH3D8为例，单元有三组相对的面，但是只能有一组相对的面可以相互分离。在这组可分离的面中，从一个面到另一个面的方向，定义为单元的厚度(分离)方向。对于3D 单元，厚度方向对应于单元的第3( Z )方向，对于2D单元，厚度方向对应于单元第2( y )方向。 通过编写inp文件定义的粘聚力单元，分离方向由节点顺序决定。对于4/6/8个节点组成的单元，前2/3/4个节点定义的面为底面，后2/3/4个节点定义的面为顶面。从底面到顶面的方向为分离方向（即对于8节点单元，只有1-5，2-6，3-7，4-8这4组相对的节点可以相互断开），如图1-2. 粘聚力单元在厚度方向上只能有一层。 图1-2 粘聚力单元厚度方向
P＋Z公司选用LMS声学仿真软件减小CVT齿轮箱的噪声辐射 作者：LMS 近年来，无级变速（CTV）已经获得了巨大的技术进步，以更低的油耗和更好的性能提供了方便。然而，无档变速的宽带噪声激励也形成了特殊的声学工程挑战。在为领先汽车厂商开发咨询项目的过程中，P＋Z公司有效地优化了新型CVT设计方案的声学性能，无需增加额外的重量或提高产品成本。成功的秘诀在于P＋Z公司开发的专门的虚拟仿真流程，在开发过程早期准确地限定设计的声学性能。LMS SYSNOISE，流程中关键的一部分，支持P＋Z部门以空前的速度、准确率和灵活性来进行声学辐射仿真。 处理宽带声学激励 今年来，P＋Z公司，作为领先的德国工程咨询公司，致力于领先汽车厂商的各种CVT开发项目。这些项目中，P＋Z公司主要关注优化新型CVT设计方案的声学性能，这与常规的齿轮箱相比，通常会面临不同的声学挑战。尽管带有成组齿轮的手动或自动齿轮箱主要在固定频率范围内产生噪声峰值，但是无档变速齿轮箱通常在宽带频谱范围内产生振动。在慕尼黑的P＋Z公司CAE齿轮箱项目经理Gisela Quintenz评价到：“为避免使用阻尼材料，造成更高的产品成本，减少热传导，我们建立了专门的声学仿真流程，从早期概念阶段就开始有效地应用。早期设计阶段进行的声学仿真可以让我们在实现整体齿轮箱设计修改，如调整轴承位置或修改CVT箱体设计的过程中，确定并消除主要声学问题的根源。”
虚拟仿真流程开始于创建CVT装置的结构有限元模型。除了箱体以外，P＋Z工程师仔细地模拟所有内部部件，包括涨缝滑轮、链条、轴和轴承。如果可能，发动机的结构也可以模拟。这点上，正确定义其初始重量、重心和凸缘设计是非常重要的。完成模型后，P＋Z 工程师进行初始动力学分析，找出装配模型的固有频率特征。为了进行随后的工况振动计算，他们从最临界的工况条件开始。相关的轴承激励可以从试验台上的样机测量中引入，或者从多体仿真中引入。P＋Z工程师选用频率阶跃大小为1或者10Hz，在频率为0-4KHz 的范围内进行频响分析，这样通常导致工况振动过剩。挑战就集中在相关的声学现象。 模拟最终的声学辐射 振动CVT箱体表面和内部部件产生的噪声强度可以用声学仿真来研究。从装配的CAD或有限元模型开始，P＋Z工程师创建声学边界元模型（BEM）。CVT的边界元模型通常由15000多个平均单元大小约10mm的单元组成，可以准确地进行高达4KHz的声学预测。P＋Z使用LMS SYSNOISE对与未来声学试验相关的麦克风位置，或者离物体一米远处建立的ISO半球上点的声压级进行计算。使用这种场点网格，LMS SYSNOISE将CVT的边界元模型作为其间接非耦合边界元仿真方法的输入。这种仿真方法可以计算声学传递向量（ATV）的矩阵。Gisela Quintenz解释到：“LMS SYSNOISE产生ATV，并将其和来自传统频响分析的普通表面速度相结合。清晰的声压图表让我们关注关键的共振现象，通过评价单元贡献量图谱，我们能够找出相关的声学热点，选择最恰当的设计修改方案。LMS ATV
振动声学与气动声学仿真的新挑战、新技术与新方案
声学仿真的多学科联合多种数值方法覆盖噪声仿真全频率 更高的计算效率基于脚本的自动优化技术 声学仿真的发展趋势
Actran引领技术革新 ?覆盖广泛的振动及气动噪声问题 ?覆盖更广泛的频率范围 ?丰富的软件接口覆盖多学科噪声问题 ?完全基于API脚本图形界面及求解器方便自动化流程建立 ? 内置优化求解器可进行设计优化 边界元 BEM 有限元 FEM 间断伽辽金 DGM 虚拟统计能 量法 Virtual SEA 1990’ 2000’ 2015 2018
IXV飞行器的声疲劳仿真 S. Destefanis, M. Bellini, A. Talbot, Analysis of IXV Space Hardware exposed to acoustic diffuse random field,ECSSMET 2018 IXV 飞行器结构模型结构测点加速度 测量与仿真结果 问题及挑战 过渡性试验飞行器Intermediate eXperimental Vehicle (IXV)的声疲劳问题。确保在强声场激励下结构不会发生振 动疲劳。 MSC解决方案 通过Nastran与Actran的联合仿真准确预测在特定混响 声场激励下的结构振动响应，从而为疲劳计算提供输入 条件。Actran对于声场的精确描述以及Nastran对于结 构动力学的精确建模保证的声振耦合模型的精确性。 价值 仿真可以准确预测实验结果，减少测试次数及成本。在 开发前期使用仿真预报不当设计可能产生的结构声疲劳 问题。 振动噪声测试
计算声学软件概述 计算声学（CA）是CAE的重要一支，主要用于研究声环境与声疲劳等噪声问题。根据不同的分类方式，噪声可分为振动噪声与气动/流动噪声，或者中低频噪声与高频噪声。对应的研究方法主要有边界元法、有限元法、统计能量法。随着学术进步与硬件性能提升，有限元法取代边界元法的趋势日趋明朗。 主流声学软件中，Virtual. Lab Acoustic（原Sysnoise）以边界元为主，近年追加了振动噪声的有限元解算器；Actran以有限元/无限元为基础，提供振动/气动噪声的综合方案，对于气动/流动噪声、声振耦合、隔声降噪与声疲劳等问题独擅胜场；VA-One以统计能量法为基础，适用于系统级高频振动噪声问题。 除Actran等声环境与声疲劳分析软件之外，众多专用软件也异彩纷呈，诸如建筑声学与电声分析软件EASE、环境噪声分析软件Cadna/A等，均各显其能。EASE适用于大尺度建筑物内部声场分布计算以及音响设备电声品质的预测；Cadna/A适用于城市或区域环境噪声的预测、评估和控制方案设计。 现在的噪声分析软件主要有Vone（高频）、Sysnoise和ACTRAN等。 ACTRAN可以处理的问题包括：声波的辐射、散射、封闭和开放声场、声波在管道中的传播、对流效应、声振耦合、精确模拟阻尼等。ACTRAN简单易用，与CAE软件的集成方便快捷，历经工程验证，具有出色的鲁棒性和求解效率。 无缝集成英文名称：seamless integration 定义：一种无须数据格式转换，直接访问来自多种不同数据源数据格式的高级数据集成技术。ACTRAN可以与I-DEAS Master Series、MSC.Patran和Hypermesh等主流有限元前后处理软件无缝集成，并成为这些软件操作界面中的一个功能菜单，用户完全可以在熟悉的软件界面下操作ACTRAN，进行噪声分析，而不必担心需要重新熟悉一个全新的软件界面。 ACTRAN与MSC NASTRAN的耦合：对于装饰件建模和要求苛刻的振动声学应用，为什么不把世界上两个最好的方法结合在一起呢？用MSC.Nastran建立结构体模型，用ACTRAN/VA捕捉装饰件的声学和动力学特性。ACTRAN/VA能够真正将它的模型与NASTRAN的超单元结合起来，同时支持结构的模态描述。
Begault’s paper ‘Direct Comparison of the impact of head tracking, reverberation and individualized HRTF on the spatial perception of VAS’指出3D虚拟声信号包含3个部分：头部跟踪器、真实散射环境合成技术以及个人化HRTF，不同的因素对VAS的影响是不同的。 个人化HRTF可以提高定位准确性、改善外部化，以及减少前、后声像倒置，但Moller指出非个人化HRTF会引起前、后声像倒置，但对外部化没有影响，但这些实验是在混响情况以及没有头部跟踪器的条件下进行。 其它的文献也指出，混响和很少的早期反射声(即使是衰减后的延迟信号)足以产生外部的声像。当前研究中，可变的实验条件包括消声室仿真、HRTF滤波后的早期反射声仿真(0-80ms)，全部声学环境的混响(早期反射声以及80ms-2.2s的后期混响)。 Anechoic/early reflection/full Auralizaiton分别表示仿真的散射环境等级。 进行了实验测试后，仿真结果表明： 方位角误差： 混响声明显降低了方位角误差，early reflection和full auralization对方位角误差的差别也不是很明显。 忽略其它因素影响，头部跟踪器对方位角误差的影响处于中等水平。头部跟踪器与不同HRTF数据类型进行组合，方位角误差的区别很小，总的来说，头部跟踪器与非个人化HRTF组合，方位角定位精度提高的幅度更大。即若使用非个人化HRTF数据，应尽可能使用头部跟踪器。 仰角误差 与混响声(包括早期反射声和后期混响)能够降低方位角误差不同，加入混响后的虚拟声反而会提高仰角判断误差，同时early reflection和full auralization在仰角判断误差上差别不是很明显。并且头部跟踪器和个人化HRTF对仰角判断误差也没有太大的影响。这表明仰角判断精度与混响、个人化以及头部跟踪器的联系不是很紧密。