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基于无限边界边界元模型的车厢内部声场仿真与衰减效应分析

2023-07-24 19:48:57·  来源：汽车测试网  
　

本文基于只表示外部形状的几何模型，采用边界元方法模拟车厢内部的声场，并结合无限边界边界元模型，研究声场在车辆周围的衰减效应。该方法通过围绕底盘空间有限元模型，实现了车厢内部噪声扩散的仿真。首先，介绍了声场模拟的研究背景和意义，然后详细阐述了边界元方法及其在声学仿真中的应用。接着，对无限边界边界元模型进行描述，并阐述其在车辆周围衰减效应模拟中的优势。随后，对底盘空间有限元模型的构建和参数设定进行了说明。最后，通过数值仿真实验，探讨了不同噪声源条件下车厢内部声场的变化趋势以及声场在车辆周围的衰减效应。结果表明，该方法为车辆噪声控制和优化设计提供了重要参考。


引言

随着汽车工业的发展，车辆噪声控制成为日益重要的研究课题。车厢内部声场的仿真与衰减效应分析是车辆噪声研究的重要组成部分。传统的声场仿真方法往往涉及复杂的数值计算和高成本，而边界元方法由于其高效准确的特点在声学仿真中得到广泛应用。


边界元方法及其在声学仿真中的应用

边界元方法是一种基于边界表示的数值解法，它将声场问题转化为求解边界上的积分方程，从而避免了在整个求解域内网格划分，减少了计算量。边界元方法在声学仿真中具有较高的精度和效率，广泛应用于声辐射、声散射和声传输等问题。


无限边界边界元模型

无限边界边界元模型是边界元方法的一种改进，它通过引入无限边界条件，将有限计算区域扩展为无限范围，有效地模拟了声场在无穷远处的衰减。在车辆噪声研究中，该模型能够更真实地反映车辆噪声在车辆周围的传播和衰减情况。


底盘空间有限元模型的构建

底盘空间有限元模型是车厢内部声场仿真的基础，它涵盖了车辆内部的结构和材料信息。在构建模型时，需要准确地描述车辆座椅、饰板等结构，以及车辆内部空气等介质的特性。同时，还需要合理设置模型的边界条件和声源条件。


数值仿真实验及结果分析

通过数值仿真实验，我们设置不同噪声源条件，分析车厢内部声场的变化趋势。同时，结合无限边界边界元模型，模拟声场在车辆周围的衰减效应。结果显示，在不同噪声源条件下，车厢内部声场分布存在明显差异，且随着距离的增加，声场的衰减效应逐渐显现。


讨论与展望

本文采用基于无限边界边界元模型的声场仿真方法，模拟了车厢内部噪声扩散的过程，并探讨了声场在车辆周围的衰减效应。然而，由于实际车辆复杂的声学特性，仍然存在一些待解决的问题。未来可以进一步优化边界元方法和模型参数设置，提高仿真精度，同时结合实际测试数据对仿真结果进行验证。


结论

本文基于几何模型和边界元方法，成功模拟了车厢内部声场，并通过无限边界边界元模型分析了声场在车辆周围的衰减效应。研究结果对于车辆噪声控制和优化设计具有重要的理论和实际意义。随着边界元方法的不断发展，相信在未来的研究中将能够更好地应用于汽车工业，实现车辆噪声的有效控制与减少。

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