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第１１卷第４期船舶力学Ｖｏｌ．１１Ｎｏ．４２００７年８月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｉｐＭｅｃｈａｎｉｃｓＡｕｇ．２００７文章编号：１００７－７２９４（２００７）０４－０６３７－１０功率流理论、统计能量分析和能量有限元法之间的关联性殷学文１，崔宏飞２，顾晓军１，黄捷２，沈荣瀛１（１上海交通大学振动、冲击、噪声国家重点实验室，上海２００２４０；２无锡职业技术学院汽车教研室，江苏无锡２１４１２１）摘要：基于能量的方法由于可以克服传统结构动力学在分析高频问题的某些不足，因而在很多工程领域得到广泛应用。
本文全面回顾了功率流理论、统计能量分析、能量有限元法四十年以来的研究进展，以功率流理论为线索，将统计能量分析和能量有限元法进行了较全面的讨论，并将其归纳到基于能量的分析方法的理论框架内。
最后，比较三种理论的基本原理，并指出它们在基于类似的能量平衡方程，输入和损耗功率表达形式上的关联性。
而且还指出了它们在处理结构振动和声辐射问题上各自适用的频率范围。
关键词：结构振动；声辐射；功率流；统计能量分析；能量有限元中图分类号：Ｏ３２６Ｏ４２２．６文献标识码：ＡＲｅｌｅｖａｎｃｙａｍｏｎｇｐｏｗｅｒｆｌｏｗｔｈｅｏｒｙ，ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｅｎｅｒｇｙａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｎｅｒｇｙｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄＹＩＮＸｕｅ－ｗｅｎ１，ＣＵＩＨｏｎｇ－ｆｅｉ２，ＧＵＸｉａｏ－ｊｕｎ１，ＨＵＡＮＧＪｉｅ２，ＳＨＥＮＲｏｎｇ－ｙｉｎｇ１（１ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＶｉｂｒａｔｉｏｎ，Ｓｈｏｃｋ＆Ｎｏｉｓｅ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０，Ｃｈｉｎａ；２ＷｕｘｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｘｉ２１４１２１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｎｅｒｇｙ－ｂａｓｅｄｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙｕｓｅｄｉｎｍａｎｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｆｉｅｌｄｓｓｉｎｃｅｔｈｅｙｃａｎｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｄｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓｔｈａｔｍａｙａｐｐｅａｒｉｎｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｒｏｂｌｅｍｓｗｉｔｈｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｙｎａｍｉｃｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｗｈｉｃｈｉｎｖｏｌｖｅｐｏｗｅｒｆｌｏｗｔｈｅｏｒｙ，ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｅｎｅｒｇｙａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｎｅｒｇｙｆｉ－ｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｉｎｎｅａｒｌｙｔｈｅｐａｓｔｆｏｕｒｄｅｃａｄｅｓａｒｅｆｕｌｌｙｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｗｉｔｈｔｈｅｃｌｕｅｏｆｐｏｗｅｒｆｌｏｗｔｈｅｏｒｙ，ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｅｎｅｒｇｙａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｎｅｒｇｙｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｄｅｔａｉｌａｎｄｔｈｅｎｃｏｎｃｌｕｄｅｄｉｎｔｈｅｐｒｉｎ－ｃｉｐｌｅｆｒａｍｅｏｆｅｎｅｒｇｙ－ｂａｓｅｄｍｅｔｈｏｄｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎｔｈｅｔｈｒｅｅｔｈｅｏｒｉｅｓａｒｅｃｏｍ－ｐａｒｅｄａｎｄｔｈｅｉｒｒｅｌｅｖａｎｃｙｗｈｉｃｈｉｓｂａｓｅｄｏｎｓｉｍｉｌａｒｅｎｅｒｇｙｂａｌａｎｃｅｅｑｕａｔｉｏｎｓ，ｉｎｐｕｔａｎｄｄｉｓｓｉｐａｔｅｄｐｏｗｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓｉｓｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒａｎｇｅｓｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅｙｃａｎｂｅａｐｐｌｉｃａｂｌｅｔｏｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄｓｏｕｎｄｒａｄｉａｔｉｏｎａｒｅｏｕｔｌｉｎｅｄａｌｓｏ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ｓｏｕｎｄｒａｄｉａｔｉｏｎ；ｐｏｗｅｒｆｌｏｗ；ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｅｎｅｒｇｙａｎａｌｙｓｉｓ；ｅｎｅｒｇｙｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ１前言复杂结构的振动和声辐射问题在包括船舶和海洋工程领域在内的众多领域中，一直是研究的主收稿日期：２００７－０１－１９作者简介：殷学文（１９７４－），男，高级工程师，上海交通大学博士研究生。
基于统计能量分析方法的海洋平台噪声预报邱波，贺相军，刁素仿（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300451）[摘 要] 基于统计能量分析方法，应用声学软件VA One对海洋平台进行了全频域噪声预报。
根据相关噪声标准规范，对生活楼房间和组块房间的噪声预报结果进行了评价，对预报值接近噪声限值的房间提出了降噪措施。
[关键词] 海洋平台；统计能量分析；VA One；全频域；噪声预报作者简介：邱波（1982—），男，福建人，硕士研究生，高级工程师。
研究方向为海洋石油工程机械设计。
图1 海洋平台主体结构几何模型海洋平台上的各种设备运转时因振动产生高分贝噪声，噪声及振动通过空气和平台结构物传播到生活楼房间和组块房间内，对海上作业人员的身心健康带来不利影响，设备运转产生的振动还会引起各元件的共振和结构应力疲劳[1,2]。
对于生活楼，空调系统的风管遍布于各房间，高速气流在管道内的湍流脉动引起的气流湍流噪声同样不可忽视[3]。
在平台的设计阶段对各房间的噪声声压级进行预测，对噪声可能超标的房间提前采取适当的优化措施[4]，要比设计或建造完成后再进行降噪减振，不仅能够更好地应对噪声影响，还可以明显缩短平台的设计建造周期、节省平台改进所需的费用，从而带来更高的经济效益。
1 统计能量分析方法统计能量分析方法（SEA ）是运用应用统计的概念，以系统振动能量作为动力学分析主要参数，根据振动波与模态之间的内在联系，使声和结构等系统耦合的方法[5]。
S E A 方法的主要参数有模态密度、内损耗因子和耦合损耗因子。
模态密度是指系统在某一频率范围里单位频率内的模态数，是表征子系统在某一频段里模态密集程度的一个量[6]。
内损耗因子也称作阻尼损耗因子，是指子系统在单位频率（每振动一次）内单位时间损耗能量与平均储存能量之比[7]。
耦合损耗因子是功率从一个子系统传到另一个子系统（以单向耦合为例）的一种测量，是两个子系统之间耦合作用大小的一种度量[7]。
一：定义汽车NVH是指汽车的Noise(噪声)、Vibration(振动)和Harshness(舒适性)。
汽车NVH研究以提高顾客的听觉、触觉、视觉等感官舒适度、改善汽车乘坐舒适性为目的，以提高车辆结构动态响应性能为手段，实现汽车的舒适性设计。
Noise(噪声)是指引起人烦躁、音量过强而危害人体健康的声音。
汽车噪音不但增加驾驶员和乘员的疲劳，而且影响汽车的行驶安全。
它是NVH问题中最主要的部分，常用声压级评价。
汽车噪声主要包括车身壁板产生的噪声、空气冲击摩擦车身形成的噪声以及外界噪声源(如发动机、制动器等)传入的噪声。
噪声是NVH问题中最主要的部分，汽车上的噪声主要包括车身壁板振动产生的噪声、空气冲击摩擦车身形成的噪声以及外界噪声源(如发动机、制动器等)传入的噪声。
人耳能分辩的声音频率一般在lkHz以下，噪声常用声压和声压级评价。
国家标准规定：汽车加速行驶时车外噪声要小于88dB，M1类汽车应小于77dBN；而车内噪声会影响乘员的语言交流，损伤驾驶员的听力，美国在1965年就规定公共汽车的车内噪声不得超过88dB。
主要通过频率、级别和音质来描述。
Vibration(振动)描述的是系统状态的参量(如位移)在其基准值上下交替变化的过程。
汽车振动主要包括由路面不平整而引起的车身垂直方向振动、发动机的不平衡往复惯性力产生的车身振动、转向轮的摆振和传动系的扭转摆动等，还有方向盘、仪表板等振动，一般来说，对人体舒适性影响较大的振动主要表现为座椅、地板对人体输入的低频振动，其频率范围在1～80HZ。
主要通过频率、振幅和方向来描述。
Harshness(舒适性)指的是振动和噪声的品质，它并不是一个与振动、噪声相并列的物理概念，而是描述人体对振动和噪声的主观感觉，不能直接用客观测量方法来直接度量。
总的说来，舒适性描述的是振动和噪声共同产生的使人感到疲劳的程度。
二：现象车辆的NVH基本上可以分为车身NVH、发动机NVH和底盘NVH三个部分；类型可以细分为道路NVH、制动NVH、空调系统NVH、空气动力NVH等数个部分。
2020年度进展24：轨道交通桥梁减振降噪前言随着高速铁路与城市轨道交通的迅猛发展，振动与噪声问题愈发突出。
传统直立式声屏障对轮轨噪声降噪效果明显，但当列车运行速度超过250km/h时，直立式声屏障降噪量不足；为此，我国高速铁路正力推全封闭声屏障的使用。
同时，近年来，钢桥或钢-混组合桥在我国高速铁路和城市轨道交通中逐步得到广泛应用，研究表明[1]：钢桥或钢-混组合桥的声辐射能力更强，具有频谱宽、幅值大和难控制等特点，因此，在环境敏感区域建造钢桥或钢-混组合桥亟待解决其噪声控制问题。
本文在《轨道交通桥梁减振降噪2019年研究进展》[2]基础上，围绕“高速铁路声屏障降噪性能”和“钢桥减振降噪”两个研究方向，简要评述该方向的研究动态及发展趋势。
检索文章主要来自于国内外高水平学术期刊，包括：《铁道学报》、《交通运输工程学报》、《振动与冲击》、《西南交通大学学报》、《土木工程学报》、《中国公路学报》、《Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics》、《Engineering Structures》、《Applied Acoustics》、《Journal of Sound and Vibration》等。
限于水平和时间，本文所作的国内外进展回顾难免存在疏谬，敬请读者指正。
01高速铁路声屏障降噪性能1.1 高速铁路声屏障降噪特性研究预测声屏障的降噪效果对评估声屏障的声学性能具有重要作用。
开展声屏障降噪效果分析，一般包含以下研究内容：（1）列车声源特性；（2）安装声屏障前后列车声源的空间分布特性；（3）声屏障降噪性能评价。
1.1.1 高速列车声源特性声源特性研究是高速铁路声屏障降噪分析的前提。
通过高速线路噪声实测，可以获得列车声源的构成及其声场分布。
一般采用多通道阵列式声源识别系统对声源进行定位、识别和测量，如：伍向阳[3]、鞠龙华[4]等基于我国高铁线路对高速列车声源及其空间分布特征进行现场测试，测试车速范围为170～380km/h。
ktc噪声计算【原创实用版】目录1.KTC 噪声计算的背景和意义2.KTC 噪声计算的原理和方法3.KTC 噪声计算的应用案例4.KTC 噪声计算的未来发展趋势正文一、KTC 噪声计算的背景和意义KTC 噪声计算是一种针对机械振动系统噪声的计算方法，它的全称是Knowledge-based Technical Center 噪声计算。
随着现代工业化进程的加速，机械设备的运用越来越广泛，由此带来的噪声问题日益严重。
KTC 噪声计算应运而生，旨在通过科学有效的计算方法，预测和控制机械设备的噪声污染，为我国噪声控制技术的发展提供有力支持。
二、KTC 噪声计算的原理和方法KTC 噪声计算是基于声学原理，运用计算机模拟技术，对机械振动系统进行噪声分析和计算。
其主要步骤包括：建立机械振动系统的数学模型、分析系统振动特性、计算系统噪声辐射特性、优化系统结构以降低噪声等。
具体计算方法主要包括以下几种：1.统计能量分析法：通过分析系统振动信号的统计特性，计算系统的声辐射功率，从而预测噪声水平。
2.有限元分析法：将机械振动系统划分为有限个小元素，分别计算每个小元素的振动特性，然后合成系统的整体振动特性，从而预测噪声水平。
3.边界元分析法：通过在系统的边界上建立边界元模型，计算系统的声辐射特性，从而预测噪声水平。
三、KTC 噪声计算的应用案例KTC 噪声计算在工程实践中得到了广泛应用，以下为一个典型案例：某大型汽轮机组在运行过程中，产生严重的噪声污染，影响周围环境和工作人员的健康。
通过 KTC 噪声计算，工程师们建立了机组的振动系统模型，分析其振动特性和噪声辐射特性，发现噪声主要来源于轴承和齿轮箱。
根据计算结果，工程师们对轴承和齿轮箱进行了优化设计，降低了噪声水平，有效解决了噪声污染问题。
四、KTC 噪声计算的未来发展趋势随着科技的进步和工业化水平的提高，KTC 噪声计算将面临更多挑战和机遇。
未来，KTC 噪声计算将朝着以下几个方向发展：1.计算方法的进一步优化和改进，提高计算精度和效率。
