《超輕點陣夾芯結構聲振耦合特性的幾個關鍵問題研究》是依託南京航空航天大學，由沈承擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：超輕點陣夾芯結構聲振耦合特性的幾個關鍵問題研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：沈承
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目從結構振動回響表征、運動流場刻畫、邊界層激勵描述及複雜約束邊界處理等不同角度，提出超輕點陣夾芯結構聲振耦合特性研究亟需解決的三個（類）科學問題。首先，基於動態均勻化方法得到不同點陣夾芯的等效彈性參數，在此基礎上利用高階層合板及彈性理論建立結構振動回響計算模型，同時考慮液載的耦合作用預測結構的聲輻射和傳聲損失，分析不同點陣夾芯對結構聲學特性的影響規律及物理機理。然後，建立考慮運動流場及邊界層激勵下複雜流場環境中結構聲振耦合特性的分析模型，研究非理想靜止流場下結構的隔聲性能以及輻射效率。進一步，探究不同約束邊界下點陣夾芯結構的聲學回響，以及結構-背腔耦合聲學系統下約束邊界以及聲振耦合邊界的影響。利用數值模擬及振動聲學測試技術對上述研究進行對比驗證，最終建立複雜流場及結構邊界下超輕點陣夾芯結構的聲振耦合特性分析模型體系，促進其在噪聲要求較高的高速列車、民航客機、水下艦艇等領域的廣泛套用。
結題摘要
新型輕質點陣結構（Lattice structure）是一類具有金字塔、Kagome以及X型桁架夾芯板等多種周期拓撲形式夾芯的三明治板結構，其同時具有超輕、高比剛度、高效散熱以及易於開展多功能設計等特點，是國際上公認為航空航天領域最有前景的新一代超強材料。 目前的研究主要針對靜力學、材料製備以及動力學方面做了許多工作，本項目主要針對輕質點陣結構的聲振耦合特性開展研究。首先，選取當前力學和材料領域中討論較多的金字塔、Kagome以及X型拓撲形式的三維新型輕質點陣結構，基於漸進均勻化分析開展了等效彈性參數的預測工作。進一步，結合層合板理論討論點陣夾芯板的振動和聲學特性。最後，通過改進傅立葉級數法，討論了彈性約束邊界下點陣夾芯板的振動。結果發現，採用漸進均勻化方法可以有效地得到點陣結構的等效彈性參數，更重要的是，通過對漸進均勻化方法的改進，可以基於現有的有限元軟顯著簡化漸進均勻化方法在使用中的複雜實施問題。基於均勻化方法和層合板理論的振動分析和數值模擬結果近似，而隔聲結果和實驗對比良好，比較充分地驗證了等效參數方法以及聲振耦合分析方法的有效性，為今後點陣結構在航空航天上的套用提供了理論基礎。
