《複雜結構中高頻回響預示的能量有限元方法研究》是依託西安交通大學，由陳花玲擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：複雜結構中高頻回響預示的能量有限元方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳花玲
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
能量有限元方法視能量以波動形式在結構中傳遞，以有限元離散結構，從而可得到結構上所有感興趣點的能量及回響信息，由於其具有描述結構局部回響特性的優點而成為一種很有潛力的結構中高頻回響預示新方法。然而由於其發展歷程比較短，對於一些具有複雜物理屬性或者複雜耦連方式的複雜結構的能量傳遞規律及回響預示尚有很多關鍵問題沒有得到解決，對相應的複雜物理模型的求解效率比較低。基於此，本項目通過分析不同複雜結構界面處的能量傳遞關係，探索合理有效的能量傳播的表征方式，揭示具有複雜物理屬性及複雜耦連模式結構中能量傳遞規律，建立能量有限元方法預示實際複雜結構動態回響預示的理論模型，並研究探索相應的高效求解方法，目的是將能量有限元方法套用於實際複雜結構、發揮能量有限元方法局部回響預示能力的優勢,提高複雜結構中高頻的局部回響預示精度。因此，本課題的研究具有重要的理論與實際意義。
結題摘要
能量有限元方法（EFEA）是近年來出現的一種結構中高頻回響預示的新方法，它可以克服有限元法在預示結構高頻回響問題時計算成本高、不確定性強的缺點，同時彌補統計能量法無法預測子系統中回響隨位置空間變化的不足，是一種非常具有研究價值和發展前景的結構高頻回響預示方法。但由於該方法發展歷程比較短，尚有許多問題沒有解決而難以套用於實際複雜結構。為此，本項目以複雜結構中高頻回響預示問題為研究對象，以能量有限元方法為研究主線，針對現有中高頻方法預示複雜結構存在的問題，嘗試建立能夠準確預示複雜結構中高頻回響的能量有限元理論及方法。研究內容及成果包括：（1）首次構建了一種可以預示中頻結構回響的新型有限元－能量有限元混合方法，該混合方法可以解決多載荷和複雜耦連結構條件下的能量密度分布，從而擴展了現有能量有限元方法的套用範圍，數值分析及實驗結果表明，該方法可套用於複雜環境下的複雜結構系統。（2）首次將阻尼因子引入到能量有限元方法中，並開展了與流體接觸的阻尼板結構高頻回響預示的混合能量有限元以及附加大阻尼結構的高頻回響預示的能量有限元方法，從而可以在能量有限元方法中考慮實際結構的阻尼效應。（3）首次在高頻回響分析的能量有限元方法中考慮了熱效應的作用，研究了熱環境下結構高頻振動回響預示的能量有限元方法以及熱環境下結構外部輻射聲場預示的能量邊界元方法，從而能夠將能量有限元方法套用於熱-聲-振耦合環境下的結構能量密度分布分析。（4）項目還首次研究了高頻結構的隨機參數能量有限元方法以及能量有限元方法的有效性及有效區間。項目的研究成果為能量有限元方法的發展及其實際套用奠定了理論基礎。
