基于拓扑优化的声学结构材料分布设计

摘要：

针对结构的声学设计问题进行研究,通过优化两种不同的材料在结构设计域内的拓扑分布来最小化谐振结构所产生的声场中指定参考面/参考域内的声压.在研究中假定结构为线弹性小变形结构,材料阻尼为Rayleigh阻尼,声学介质为无黏、可压缩、小扰动流体.对结构响应采用有限元格式进行计算,对声场采用基于Helmholtz积分的边界元格式进行计算,由于声场在无穷远自由边界的无反射条件在边界积分中能自动得到满足,该格式特别适合于具有开放边界的声场计算.建立了结构有限元-声场边界元格式的耦合系统拓扑优化模型,导出了耦合系统敏感度分析的一般格式及伴随格式.数值算例验证了所提出的结构-声学耦合系统优化方法的有效性和可靠性,并揭示了基于声学准则的拓扑优化结果的有关特性.

关键词：边界积分、结构声学耦合系统、拓扑优化、敏感度分析、伴随方法

所属期刊栏目：43

分类号：TB535(声学工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2011-06-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：306-315