消聲器聲學特性的內(nèi)部結構拓撲優(yōu)化.pdf

1、噪聲對人的健康和行為都會起到影響作用。通常對于不想要的或不需要的聲音都可稱之為噪聲，這些不需要的聲音會損害生理和心里健康。作為現(xiàn)代都市人城市中最主要的噪聲污染來源為交通噪聲，消聲器是降低排氣噪聲的有效途徑。
　　目前，排氣消聲器系統(tǒng)的聲學特性分析主要使用基于一維平面波理論的傳遞矩陣法、邊界元以及有限元等三種方法。其中，有限元法相較于其它分析方法有其獨有的優(yōu)越性，所以在計算消聲器的聲學特性時候常常選用有限元法。
　　結構優(yōu)化設

2、計是最近幾十年新興的一門學科，它通過將最優(yōu)化技術向機械設計領域的移植和應用來進行機械結構優(yōu)化設計。拓撲優(yōu)化是機械結構優(yōu)化的一種，其主要的優(yōu)化算法移動漸近線法的方法和思想是：通過引入移動漸近線對結構的響應函數(shù)做一階倒變量的泰勒展開，并實施凸線性規(guī)劃將隱式問題顯式化近似；這樣原問題分離成一系列更為簡單的嚴格凸的顯式子優(yōu)化問題；最后將子問題的解不斷逼近最終解。
　　通過對插入管消聲器進行二維與三維有限元分析，它們的傳遞損失數(shù)值解之間雖說

3、有誤差，但是趨勢相關——定性相符。造成誤差的主要是因為實際上消聲器都是三維實體且由于二維有限元無法考慮消聲器的體積因素從而引起計算上的誤差。
　　討論MATLAB可與COMSOL聲學有限元分析之間的無縫連接和研究如何利用MATLAB計算一階靈敏度。
　　最后以二維有限元并結合一種基于梯度的優(yōu)化算法——移動漸近線法來對簡單膨脹腔消聲器內(nèi)部結構進行拓撲優(yōu)化。接著在拓撲優(yōu)化的基礎上進一步研究了尺寸優(yōu)化的方法。膨脹腔內(nèi)部結構的變化會