振动噪声控制作业
作业1：
图1：原始实验数据，测试时间间隔7.8125e-5，最高频率fs=2800Hz
图2：傅里叶变换后声功率，根据采样频率，fmax=fs 2，所以傅里叶变换后最高频率fmax=6400Hz
作业2：空腔模态提取（利用actran软件中完成）
1.几何模型与网格
声学计算模拟需对几何模型做适当简化后建立计算域，并对计算区域进行网格划分。箱体为立方体，尺寸为1m*1m*1m，并假设壁面为刚性壁面，声能全部反射，无声能透射。几何模型信息如图1.1所示：
图1.1空腔几何模型 图1.2 网格信息
腔体的几何模型和网格划分均在ICEM软件中完成。声学网格划分必须满足每声波波长至少6个线性网格单元要求，即
hmin/6c0/6fmax
网格尺寸为0.125m，可支持计算达到450Hz频率范围。模型采用四面体划分网格，共计512个网格单元，如图1.2所示。
对应的声学网格模型只有一部分，即三维六面体网格，如图1.3所示
图1.3 Actran中声学网格信息
2. 材料属性的定义
声学分析中，箱体内的空气物性使用常物性，主要参数为密度、声速： 密度：1.225（kg/m3）；
声速：340（m/s）；
图2.1 材料属性定义
3.声学组件的定义
根据腔体声学网格信息，定义声学组件如下，在Analysis面板中建立Modal Extraction，即模态提取分析。频率范围设为[1,500],模态数输入50，即在1-500Hz范围内提取50阶模态，如果在1-500Hz内多于50阶，只输出50阶，如果小于50阶，输出实际的阶数，由后面的结果知道，在1-500Hz内共有22阶模态。然后建立有限流体声学组件，如图3.1所示
将3维体网格与声学组件3进行关联，并选择我们在步骤2中定义是材料，即将材料属性赋予该网格。
4.后处理设置
首先定义求解器，我们选择Mumps求解器。定义输出声压云图，格式为NFF格式，文件名为modes_cavity.nff，如图4.1所
示
5.计算结果分析
在1-500Hz内共有22阶模态，下面只选取前7阶分析
在f=170Hz时，共有3阶模态，如图5.1.a , 5.1.b , 5.1.c所示
图5.1.a f=170Hz 一阶模态图5.1.b f=170Hz 二阶模态
图5.1.c f=170Hz 三阶模态
当f=240.42Hz时，也有3阶模态，分别如图5.2.a , 5.2.b , 5.2.c所示
图5.2.a 第四阶模态 f=240Hz 图5.2.b 第五阶模态 f=240Hz
图5.2.c 第六阶模态 f=240Hz图5.3 第七阶模态 f=240Hz
当f=295Hz时，只有第七阶模态，如图5.3所示。从第八阶到第22阶模态在这里不再一一详述。
作业三板的振动模态提取（选取一种工况：垂直于板的方向（X方向）加位移约束，Y、Z方向自由）
1.几何模型与网格（注：在ICEM中只需要建立没有厚度的一个面，然后在Actran中建立壳声学组件时给这个面定义5mm的厚度）
声学计算模拟需对几何模型做适当简化后建立计算域，并对计算区域进行网格划分。板为铝板，尺寸为1m*1m*5mm，物理属性为杨氏模量E=7e10N/m²,密度为2300kg/m³,泊松比为0.3。几何模型信息如图1.1所示：
图1.1铝板几何模型 图1.2 网格信息
腔体的几何模型和网格划分均在ICEM软件中完成。声学网格划分必须满足每声波波长至少6个线性网格单元要求，即
hmin/6c0/6fmax
网格尺寸为0.0625m，可支持计算达到900Hz频率范围。模型采用结构化网格，如图1.2所示。
对应的声学网格模型只有两部分，即二维面网格和面网格周围的一圈一维线
网格单元，其中一维线网格单元用来定义边界条件（位移约束）如图
1.3
所示
图1.3 Actran中声学网格信息
2. 材料属性的定义
声学分析中，板为铝板，主要参数为杨氏模量、密度、泊松比：
杨氏模量E=7e10N/m²；
密度Ρ=2300kg/m³；
泊松比P=0.3；
图2.1 材料属性定义
3.声学组件的定义
根据板声学网格信息，定义声学组件如下，在Analysis面板中建立Modal Extraction，即模态提取分析。频率范围设为[1,500],模态数输入50，即在1-500Hz范围内提取50阶模态，如果在1-500Hz内多于50阶，只输出50阶，如果小于50阶，输出实际的阶数，由后面的结果知道，在1-500Hz内共有22阶模态。然后建立壳（dshell）声学组件，如图3.1所示
图3.1壳单元声学组件定义
将2维面网格与声学组件dshell进行关联，并选择我们在步骤2中定义的金属材料铝，即将材料属性赋予该网格。
4.边界条件的设置
在板的一周加位移（displacement）约束，我们在垂直于板的方向，即X方向加位移约束，Y与Z方向自由。
图4.1 边界条件位移约束
5.后处理设置
首先定义求解器，我们选择Mumps求解器。定义输出声压云图，格式为NFF格式，文件名为plate_modal_extraction.nfff，如图5.1所示
5.1后处理设置
6.计算结果分析
在1-500Hz内共有22阶模态，下面只选取前10阶分析
在f=66Hz时，在纵向和横向分别有一阶模态，共有2阶模态，同样的，在f=134Hz、235Hz时，也分别有两阶模态。
图6.1第一阶模态 f=26Hz图6.2 第二阶模态
f=66Hz
图
6.3 第三阶模态
f=66Hz
图
6.4
第四阶模态
f=105Hz
图6.5第五阶模态 f=134Hz图6.6 第六阶模态 f=134Hz
图6.7 第七阶模态 f=173Hz 图6.8 第八阶模态 f=173Hz
图6.9 第九阶模态 f=235Hz 图6.10第十阶模态 f=235Hz
振动噪声控制作业
作业1：
图1：原始实验数据，测试时间间隔7.8125e-5，最高频率fs=2800Hz
图2：傅里叶变换后声功率，根据采样频率，fmax=fs 2，所以傅里叶变换后最高频率fmax=6400Hz
作业2：空腔模态提取（利用actran软件中完成）
1.几何模型与网格
声学计算模拟需对几何模型做适当简化后建立计算域，并对计算区域进行网格划分。箱体为立方体，尺寸为1m*1m*1m，并假设壁面为刚性壁面，声能全部反射，无声能透射。几何模型信息如图1.1所示：
图1.1空腔几何模型 图1.2 网格信息
腔体的几何模型和网格划分均在ICEM软件中完成。声学网格划分必须满足每声波波长至少6个线性网格单元要求，即
hmin/6c0/6fmax
网格尺寸为0.125m，可支持计算达到450Hz频率范围。模型采用四面体划分网格，共计512个网格单元，如图1.2所示。
对应的声学网格模型只有一部分，即三维六面体网格，如图1.3所示
图1.3 Actran中声学网格信息
2. 材料属性的定义
声学分析中，箱体内的空气物性使用常物性，主要参数为密度、声速： 密度：1.225（kg/m3）；
声速：340（m/s）；
图2.1 材料属性定义
3.声学组件的定义
根据腔体声学网格信息，定义声学组件如下，在Analysis面板中建立Modal Extraction，即模态提取分析。频率范围设为[1,500],模态数输入50，即在1-500Hz范围内提取50阶模态，如果在1-500Hz内多于50阶，只输出50阶，如果小于50阶，输出实际的阶数，由后面的结果知道，在1-500Hz内共有22阶模态。然后建立有限流体声学组件，如图3.1所示
将3维体网格与声学组件3进行关联，并选择我们在步骤2中定义是材料，即将材料属性赋予该网格。
4.后处理设置
首先定义求解器，我们选择Mumps求解器。定义输出声压云图，格式为NFF格式，文件名为modes_cavity.nff，如图4.1所
示
5.计算结果分析
在1-500Hz内共有22阶模态，下面只选取前7阶分析
在f=170Hz时，共有3阶模态，如图5.1.a , 5.1.b , 5.1.c所示
图5.1.a f=170Hz 一阶模态图5.1.b f=170Hz 二阶模态
图5.1.c f=170Hz 三阶模态
当f=240.42Hz时，也有3阶模态，分别如图5.2.a , 5.2.b , 5.2.c所示
图5.2.a 第四阶模态 f=240Hz 图5.2.b 第五阶模态 f=240Hz
图5.2.c 第六阶模态 f=240Hz图5.3 第七阶模态 f=240Hz
当f=295Hz时，只有第七阶模态，如图5.3所示。从第八阶到第22阶模态在这里不再一一详述。
作业三板的振动模态提取（选取一种工况：垂直于板的方向（X方向）加位移约束，Y、Z方向自由）
1.几何模型与网格（注：在ICEM中只需要建立没有厚度的一个面，然后在Actran中建立壳声学组件时给这个面定义5mm的厚度）
声学计算模拟需对几何模型做适当简化后建立计算域，并对计算区域进行网格划分。板为铝板，尺寸为1m*1m*5mm，物理属性为杨氏模量E=7e10N/m²,密度为2300kg/m³,泊松比为0.3。几何模型信息如图1.1所示：
图1.1铝板几何模型 图1.2 网格信息
腔体的几何模型和网格划分均在ICEM软件中完成。声学网格划分必须满足每声波波长至少6个线性网格单元要求，即
hmin/6c0/6fmax
网格尺寸为0.0625m，可支持计算达到900Hz频率范围。模型采用结构化网格，如图1.2所示。
对应的声学网格模型只有两部分，即二维面网格和面网格周围的一圈一维线
网格单元，其中一维线网格单元用来定义边界条件（位移约束）如图
1.3
所示
图1.3 Actran中声学网格信息
2. 材料属性的定义
声学分析中，板为铝板，主要参数为杨氏模量、密度、泊松比：
杨氏模量E=7e10N/m²；
密度Ρ=2300kg/m³；
泊松比P=0.3；
图2.1 材料属性定义
3.声学组件的定义
根据板声学网格信息，定义声学组件如下，在Analysis面板中建立Modal Extraction，即模态提取分析。频率范围设为[1,500],模态数输入50，即在1-500Hz范围内提取50阶模态，如果在1-500Hz内多于50阶，只输出50阶，如果小于50阶，输出实际的阶数，由后面的结果知道，在1-500Hz内共有22阶模态。然后建立壳（dshell）声学组件，如图3.1所示
图3.1壳单元声学组件定义
将2维面网格与声学组件dshell进行关联，并选择我们在步骤2中定义的金属材料铝，即将材料属性赋予该网格。
4.边界条件的设置
在板的一周加位移（displacement）约束，我们在垂直于板的方向，即X方向加位移约束，Y与Z方向自由。
图4.1 边界条件位移约束
5.后处理设置
首先定义求解器，我们选择Mumps求解器。定义输出声压云图，格式为NFF格式，文件名为plate_modal_extraction.nfff，如图5.1所示
5.1后处理设置
6.计算结果分析
在1-500Hz内共有22阶模态，下面只选取前10阶分析
在f=66Hz时，在纵向和横向分别有一阶模态，共有2阶模态，同样的，在f=134Hz、235Hz时，也分别有两阶模态。
图6.1第一阶模态 f=26Hz图6.2 第二阶模态
f=66Hz
图
6.3 第三阶模态
f=66Hz
图
6.4
第四阶模态
f=105Hz
图6.5第五阶模态 f=134Hz图6.6 第六阶模态 f=134Hz
图6.7 第七阶模态 f=173Hz 图6.8 第八阶模态 f=173Hz
图6.9 第九阶模态 f=235Hz 图6.10第十阶模态 f=235Hz