水下结构覆盖粘弹性材料的降噪复矢径法分析

郭凯　周军娥

【摘 要】复矢径法是探究水下结构覆盖粘弹性材料的降噪特性的重要手段。本次研究采用SYSNOISE边界元软件以及脉动球声辐射验证软件计算、审核复矢径法在水下结构覆盖粘弹性材料降噪中的应用有效性。

【关键词】水下结构、覆盖粘弹性材料、降噪、复矢径法

水下结构覆盖粘弹性材料的降噪研究需要以水下结构声辐射问题分析为切入点，探讨水下结构覆盖粘弹性材料的降噪特性的方法有很多，传统方法主要有：有限元法、解析法、边界元法等，其中解析法的优点为：具有明确的物理意义，能够简单的计算出辐射声场精确解（根据经典公式），但是该方法的缺点为：难以对复杂结构进行精确解的计算（内部各种耦合关系）；有限元法以及边界元法的联用，往往应用与复杂结构的辐射声场精确解的求解，其中有限元法主要时计算结构表面的振动，而边界元法主要求解位移解，但是在应用的过程中，往往容易受高频段单元尺寸的限制，计算量比较大，工作效率却非常的低，因此，近年来，这些传统的方式被弃用，逐渐的拓展复矢径法的应用。基于此，本文简单的介绍了复矢径法的内涵，浅析复矢径法在探究水下结构覆盖粘弹性材料的降噪特性中的应用价值，期望能够产生一定的积极效用。

1 简单的介绍复矢径法的内涵

复矢径法是一种间接性的积分方程法，它能够将一系列的虚源点在结构内虚拟曲面上进行配置，并且视为虚拟的边界，随后，需要科学合理的测量结构表面振速，并且利用Helmholtz积分公式将其进行离散化，继而进一步深入的计算出虚源点的强度（根据振速测点和虚源点之间的集合关系），得出相应的振动结构的外部声场（且满足Helmholtz积分公式以及Som-merfeld远扬辐射等条件）。因此，复矢径法能够更加直接的探究结构内部的虚源点与其外部辐射声场之间的关系（且不受任何振动结构形状的影响）。与此同时，由于虚源配置往往时设在结构内部，因此，容易导致虚源特征频率处存在非唯一解现象的产生。虽然目前，我们已经认知到复矢径法在探究水下结构覆盖粘弹性材料的降噪特性中的应用重要性，但是在实际操作的过程中，还是需要根据实际情况进行相应的调整，研究技术还需进一步改进。

在上述的应有优势的指导下，本次研究采用SYSNOISE边界元软件以及脉动球声辐射验证软件计算、审核复矢径法在水下结构覆盖粘弹性材料降噪中的应用有效性。即：采用SYSNOISE边界元软件有效的计算出结构测量面的声压，并且有机的引入复矢径虚源，从而有效的解决虚源特征频率处存在非唯一解现象问题，在全面的提高声场计算的精确度的条件下，更加高效德尔衡量出水下结构覆盖粘弹性材料的降噪效果。

2 浅析复矢径法在探究水下结构覆盖粘弹性材料的降噪特性中的应用价值

复矢径法在探究水下结构覆盖粘弹性材料的降噪特性中的应用主要体现在：

2.1 对声压测量的虚源法原理的应用

所谓的声压测量虚源法原理，是指：在振动空腔结构的虚拟曲面上，进行虚源叠加，表现为单层势、双层势或者单双组合势等，同归一些列的测量虚源数值的计算，得出：将奇异值控制在最低，便会急剧的降低计算的精确度，因此，需要严格的而控制奇异值标准。

2.2 复矢径缩比配置

复矢径缩比配置中的结构虚源系统与相应的动力学求解具有密切的联系，两者之间具有强烈的相似性，也就是有阻尼结构的动力学系统虚源特征频率处不存在非唯一解现象，只具备唯一解，因此，有效的控制复矢径缩比系数，便能够有效的提升计算的精确度。

2.3 粘弹性材料声阻抗传递

水下结构覆盖粘弹性材料的降噪会伴随各种各样的水下结构，如：圆柱壳、球壳，这些形状的水下机构一旦粘连粘弹性材料，便会促使耦合边界有效的满足振速连续性以及径向声压条件，而且众所周知的是：结构声辐射主要是以径向声传播，因此，复矢径法在探究水下结构覆盖粘弹性材料的降噪特性中的应用，能够充分的彰显出降噪的有效性。

2.4 粘弹性层界面耦合

水下结构覆盖粘弹性材料中的表面振动减弱的话，便会在结构以及粘弹性界面的交界处形成强烈的反射或者透射，因此，能够起到隔声、吸声的作用。另外，声音能够在粘弹性材料内发生相应的波形转换，而且波形通过粘弹性材料的声波能够沿着径向结构进行外辐射，然后，需要科学合理的测量结构表面振速，并且利用Helmholtz积分公式将其进行离散化，继而进一步深入的计算出虚源点的强度。在整个运行的过程中，噪声便有效的降低，因此，全面的提升粘弹性层界面耦合处理能力是降噪的关键。另外，由于水下结构覆盖粘弹性材料的降噪如果为自由空间，选择我们需要严格的控制粘弹性层内表面声压以及相应的振速，才能达到预想的降噪效果。

除此之外，在一切控制孔总完成之后，还需要利用复矢径法进一步检测降噪效果，一旦发现任何问题，及时的进行修正，从而达到最理想的降噪效果。采用SYSNOISE边界元软件以及脉动球声辐射验证软件计算、审核复矢径法在水下结构覆盖粘弹性材料降噪中的应用有效性，同时，需要全面的强化相关工作人员的综合素质，加大相关技术的自主研发，根据我国特色以及各种资源的利用情况，整合出一套完整且完善的管理机制，为提升其计算的精准度保驾护航，且为我国的水下结构覆盖粘弹性材料的降噪研究事业指明方向，提供一定的帮助。

3 结语

本次研究证实了复矢径法在探究水下结构覆盖粘弹性材料的降噪特性中的应用价值，从复矢径法的内涵介绍以及复矢径法在探究水下结构覆盖粘弹性材料的降噪特性中的应用价值分析，探讨了相应数据计算提升精准度的策略，得出：对声压测量的虚源法原理的应用、复矢径缩比配置、粘弹性材料声阻抗传以及粘弹性层界面耦合是影响其精准度的关键要素，需要严格的控制好这些要素的计算质量，从而确保降噪效果的准确判定。另外，在控制自然因素的同时，还要强化人文因素的控制，全面的提升相关工作人员的综合技能和综合素质，强化技术的自主研发等也是重点工作，而且人文因素的控制，在很大程度上影响着降噪工作效率和质量，因此，自认因素与人文因素需要齐头并进的强化控制，保障每个细小的环节计算准确无误，才能推动降噪效果的提升。本文的分析阐述可能存在一定的片面性，需要进一步深入探究，但是不能忽视其研究价值，期望能够产生一定的积极效用。

[责任编辑：王伟平]