Разработка алгоритмов и численных методов расчета характеристик акустических полей внутри кают пассажирских судов, модулей транспортных средств и инженерных сооружений

• Автор: Минин, Роман Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 109 с. : ил.

Глава 1. Математические модели и алгоритмы расчета связанных
колебаний системы «структура-среда» применительно к
задаче излучения во внутренние замкнутые объемы
1.1. Гранично-элементный акустический анализ
1.2. Гранично-элементное моделирование поверхности
со звукопоглощающим покрытием
1.3. Применение метода граничных элементов
к проблеме звукоизлучения внутри помещений в
области инфразвуковых частот
Глава 2. Программный комплекс для численного акустического анализа
инженерных конструкций на основе МКЭ/МГЭ
2.1. Алгоритм работы программного комплекса АСиЬА 3
2.2. Модули и интерфейсы программного комплекса АСИТА. 3
2.3. Тестирование программного комплекса на модели, имеющей аналитическое решение
Глава 3. Исследование характеристик излучения во внутренние объемы помещений объектов морской техники
и транспортных средств
3.1. Исследование виброакустических характеристик каюты пассажирского судна
3.2. Исследование виброакустических характеристик кабины автомобиля МАЗ

3.3. Исследование акустических характеристик эластичной звукоизолирующей оболочки (ЭИО)
межвагонного перехода высокоскоростного поезда «Сокол-250»
Глава 4. Возможности дальнейшего развития программного комплекса в части применения к задачам внешнего излучения
4.1. Исследование виброакустических характеристик и излучения Челночного ледового танкера
4.2. Исследования виброакустических характеристик глушителя автомобиля МАЗ 630300
Заключение
Список литературы

Сегодня во всем мире проблеме снижения шума и звуковой вибрации транспортных средств и инженерных сооружений различного назначения придается особое внимание для обеспечения конкурентоспособности за счет повышения комфортности и улучшения экологических показателей. Наибольший научный вклад в развитие данного направления в силу специфики решаемых задач внесли ученые судостроительной отрасли: ФГУП ГНЦ РФ «ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова», Санкт-Петербургского Государственного Морского Технического Университета, ЦНИИ ТС, 1 ЦНИИ Военного кораблестроения, ВМА им. А.Н. Крылова, ФГУП «ЦНИИ «Морфизприбор»» и др. Актуальность вышеуказанной проблемы обусловлена также отрицательным воздействием источников шума на здоровье человека. Воздействие высокого уровня шума, например, в условиях производства приводит к временному ухудшению порога слышимости, а длительное воздействие на органы слуха может привести к частичной потери слуха. В результате шумового воздействия сужаются и, даже перекрываются кровеносные сосуды внутреннего уха и появляется усталость слуховых клеток. Минимальные значения общих уровней звукового давления, которые при продолжительном воздействии в условиях восьмичасового рабочего дня могут привести к тугоухости, находятся в пределах 90 дБ. Значительно большее значение имеют подчас трудноразличимые реакции организма, протекающие эрготропно (с пониженной возбудимостью), длительность которых, как правило, больше, чем время раздражения и которые медленно затухают. Воздействие шума на вегетативную нервную систему наиболее характерно проявляется через изменения в системе кровообращения. Ее реакция выражается, помимо незначительного уменьшения амплитуды кровяного давления и некоторого увеличения частоты пульса, главным образом, в снижении ударного объема сердца и повышении периферийного сопротивления сосудов, что становится достаточно заметным при общем уровне звука в 70 дБ. Практическое значение имеет также расширение зрачков, которое зависит от общего
на 20-30 дБ ниже, чем в низкочастотной резонансной области (рис. 3.9-3.10). На рис. 3.11-3.15 поля акустических давлений представлены на трех взаимно перпендикулярных плоскостях, расположенных на различных расстояниях параллельно полу, задней и боковой стенкам каюты на резонансных частотах. В области частот 75-85 Гц проявляются резонансы объема каюты.
Как хорошо видно из рисунков 3.12, 3.13, в любом направлении вдоль стенок каюты укладывается по половине длине волны, причем уровни минимального звукового давления находятся в центральной части внутреннего объема конструкции. В более высокочастотной области располагаются резонансы более высоких порядков (рис. 3.14). В области частот 10-35 Гц картина распределения уровней звукового давления определяется первыми формами колебаний конструктивных панелей внутреннего корпуса и стенок наружного корпуса каюты. Следует отметить, что расчет и эксперимент дают хорошее совпадение в определении резонансных областей конструкции. Картины распределений уровней звуковых давлений, полученных на базе расчетных и экспериментальных данных, также совпадают. Первый резонанс, как видно из расчетных исследований, находится на частоте 12 Гц. По результатам экспериментальных данных первый резонанс лежит в районе 12-13 Гц. Второй и третий резонансы расположены по результатам расчета на частоте 24 и 28 Гц, что также попадает в диапазон области первых резонансов по результатам эксперимента. Расчетная резонансная частота 75 Гц соответствует наиболее сильному резонансу и близка к экспериментально определенному резонансу объема 71-78 Гц. В таблице 2.1 представлены рассчитанные и экспериментальные значения уровней звукового давления во внутреннем пространстве каюты на некоторых частотах. Невозможность приведения сравнительного графика АЧХ уровней звукового давления обусловлено несовпадением шага по частоте при проведении расчетов и экспериментальных замеров, что обусловлено возможностями компьютерной техники на момент проведения исследований.