基于低频声场特征的数值模拟与分析

发布时间：2017-05-23 07:31

  本文关键词：基于低频声场特征的数值模拟与分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：低频声场普遍存在于人们的生活中,尤其是低频噪音严重危害人体健康,对低频室内声场进行数值模拟,为室内声场的特征分析提供理论依据是非常必要的。本文基于声波动方程,研究低频条件下边界元法与Morse理论数值模拟结果的不一致问题。首先,本文针对刚性边界条件下室内声场波动方程问题,建立三维边界元模型,通过C++程序实现并与Morse理论求得的声压级结果进行比较。讨论1Hz到1000Hz的声压级变化曲线,数值结果表明,频率小于100Hz时,边界元法和Morse理论的数值模拟结果有误差。然后重点分析1Hz到100Hz的频率范围,考虑相同频率下不同测试点以及相同测试点不同频率下的数值结果,说明了在频率小于20Hz时,边界元法与Morse理论的数值模拟结果不一致。进而我们引入有限元法,分别与边界元法和Morse理论在1Hz到30Hz的频率范围内的数值模拟结果进行比较。结果表明,在相同频率下,有限元法与边界元法的计算结果基本一致,而频率小于20Hz时,有限元法与Morse理论的数值模拟结果同样不一致。最后,本文从物理实际和数学计算出发,从声源作用和傅里叶级数的角度分析,考虑室内声场中直达声的影响,将波动方程声源项分解为直接辐射声源和驻波声源两部分,采用修正后的Morse公式分段求解,与边界元法进行比较并作出误差图。结果表明,频率小于20Hz时,修正后的Morse公式更符合实际,数值模拟结果与边界元法基本一致。
【关键词】：低频 室内声场 边界元法 波动方程 数值模拟
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O241;O422.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-12
• 1.1 选题背景和应用前景9-10
• 1.2 国内外研究现状10
• 1.3 本文的内容框架10-12
• 2 边界元法与经典Morse理论简介12-18
• 2.1 室内声场的波动方程12
• 2.2 边界元模型的数值计算12-15
• 2.3 经典Morse理论15-18
• 3 低频声场边界元法与Morse理论的数值模拟与分析18-34
• 3.1 室内声场的选取18
• 3.2 测试点的选取18-19
• 3.3 低频声场的数值模拟结果19-25
• 3.3.1 数值模拟结果19-20
• 3.3.2 相同频率下不同测试点的数值模拟结果分析20-22
• 3.3.3 相同测试点不同频率下的数值模拟结果分析22-25
• 3.4 原因分析25-32
• 3.4.1 室内声场的有限元算法26-27
• 3.4.2 有限元法数值模拟结果27-28
• 3.4.3 有限元法与边界元法的数值模拟结果分析28-30
• 3.4.4 有限元法与Morse简正公式的数值模拟结果分析30-32
• 3.5 小结32-34
• 4 改进Morse简正公式的数值模拟与分析34-45
• 4.1 Morse简正公式的分析34-38
• 4.2 数值模拟结果38-42
• 4.2.1 相同频率下不同测试点的数值模拟结果分析38-39
• 4.2.2 相同测试点不同频率下的数值模拟结果分析39-42
• 4.3 修正前后误差比较42-43
• 4.4 小结43-45
• 5 总结与展望45-47
• 致谢47-48
• 参考文献48-50

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 马大猷;论室内声场[J];声学学报;2003年02期

2 马大猷;室内稳态声场[J];声学学报;1994年01期

3 万泉;蒋伟康;;论莫尔斯的室内声场简正波理论解的完备性[J];振动与冲击;2009年02期

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本文编号：387235