FEM-BEM對聲音傳播矢量分析

摘要
目前工作的主要目標(biāo)是汽車振動-噪聲分析，有用的評估，可視化和與先前目標(biāo)比較確定一個完整的方法，同時確定力量和聲音來源。這樣的設(shè)計方法是基于實驗和計算方案來提供噪聲排放預(yù)測和結(jié)構(gòu)振動來源的相互關(guān)系。
從低頻到高頻范圍振動噪聲預(yù)測通過有限元方法（FEM）或者邊界元法（BEM）得到，但是在這篇文章中兩中方法結(jié)合使用：FEM用作結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析，BEM用作聲音問題。被采用BE方法是基于一個間接的公式和關(guān)于振動的解決方案。
采取的FEM-BEM方式具有聲音轉(zhuǎn)移矢量算法的優(yōu)點，當(dāng)大的問題被分析時，這種算法是相當(dāng)?shù)挠杏玫?。?shù)字和實驗結(jié)果比較促進(jìn)評估的精確性。

1.引言
目前，汽車質(zhì)量評價的最有價值標(biāo)準(zhǔn)之一是噪聲排放水平：一個汽車的舒適性評價也是依靠內(nèi)部的噪音排放水平。因此，為了改進(jìn)結(jié)構(gòu)噪音而制定標(biāo)準(zhǔn)，以此來適應(yīng)越來越高的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。
結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的噪聲能通過數(shù)值方法研究，諸如邊界元法（BEM）和有限元法（FEM），這兩種方法對中等以上的頻率是非常有效的。BEM和FEM的結(jié)合起來進(jìn)行振動-噪聲分析變得越來越普遍，F(xiàn)EM用作結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析，BEM用作分析聲音問題。
這樣的方法能用來給聲學(xué)工程提供必要信息，以確保設(shè)計滿足執(zhí)行規(guī)范和政府與業(yè)務(wù)機(jī)關(guān)強(qiáng)加的規(guī)則。隨后是產(chǎn)生噪音的部件的重新設(shè)計，不需要大量的努力和昂貴的成本。
當(dāng)FEM和BEM平等的用來解決內(nèi)部問題時，BEM能更好的解決外部問題，它以聲音輻射進(jìn)入到一個無限的區(qū)域為特征。當(dāng)分析的目標(biāo)是解決外部/內(nèi)部問題的組合時，通常最好的方法是兩種方法的結(jié)合使用。通過與CAD連接，F(xiàn)EM和BEM兩種聲學(xué)模型的能發(fā)展成用普通的聲學(xué)模型，但是用BEM的邊界網(wǎng)格比體網(wǎng)格簡單，并且少許努力下就可自動完成。
如此結(jié)合的方法提供的結(jié)果對打算積極和消極評判使結(jié)構(gòu)噪聲最小化是非常有用的，能夠避免代價高的實驗，噪聲在車身內(nèi)傳播。
通過分析解決實際問題有助于找出問題的真正原因；不管是結(jié)構(gòu)噪聲或空氣噪聲。
特別一提的是，開始從實驗獲得的聲音級別到知道結(jié)構(gòu)力量和接收器之間的轉(zhuǎn)移作用，F(xiàn)EM-BEM數(shù)值模擬決定了什么是解決問題的路徑。它也將說明這是由于極度的內(nèi)部力量還是在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移中的強(qiáng)烈反應(yīng)。