压缩机壳体的低噪声优化技术研究
[Abstract]:The topology optimization of acoustic radiation structures is a hot topic in the field of structural optimization in recent years. The current research focuses on the topology optimization of the thickness distribution of the structure and the optimization of the thickness and height of the stiffened plate at fixed position, and mainly focuses on the structure with analytical solution, but the topology optimization of the stiffened plate layout is less. It is rare to optimize the layout of stiffened plate with irregular shape of compressor shell. This paper focuses on the optimization method of plate and shell topology based on the fast boundary element method to solve the topological acoustics sensitivity of stiffened plates. By changing the shape of the structure, the position and the size of the rib, the radiated sound power of the structure can be reduced. Due to the calculation of the sound power, the vibration velocity distribution function of the structure needs to be integrated on the surface. The calculation cost of optimization design is enormous. In this paper, the fast multipole boundary element method is combined with the topological acoustic sensitivity analysis method, which greatly reduces the computational complexity of the optimization process and realizes the optimal distribution of stiffened plates. In this paper, the global finite difference method is used to solve the topological acoustic sensitivity of the structure by using the fast multipole boundary element with high efficiency, taking the radiated sound power as the objective function and the element stiffness as the design variable. Based on the sensitivity distribution, the optimal region for increasing stiffness is obtained. Taking a spherical shell as an example, the sound radiation topology optimization of the structure under the action of harmonic force is analyzed. Based on the analysis of acoustic sensitivity, the radiated sound power of the structure is reduced by realizing the optimal arrangement of the ribs. In this paper, the main frequency of the noise is determined according to the test and analysis results of the noise power of the compressor. Taking the radiated sound power of the main frequency segment as the objective function, the topology optimization design of the compressor shell of the refrigerator is made, and the stiffness of the shell is improved by local reinforcement. By reducing the normal vibration velocity of the shell surface, changing the normal velocity distribution and reducing the acoustic radiation efficiency of the shell, the topology optimization of the distribution of the stiffened plate of the compressor shell is successfully realized, and the results of numerical simulation are verified by experiments. The effectiveness of the proposed method is demonstrated. The results show that solving the topological acoustic sensitivity based on the fast boundary element method improves the efficiency of solving the topological acoustic sensitivity, realizes the optimal layout design of the structural stiffened plate, and thus effectively reduces the radiated acoustic power of the structure. It is suitable for engineering application.
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH45
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,本文编号:2386880
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