Page 20 - 《应用声学》2020年第3期

340 2020 年 5 月

表 1 有限元模型参数
Table 1 Finite element model parameters

参数类型 结构尺寸 材料参数 约束条件
单元类型 空气 拉索 PML 空气 拉索 拉索
直径/m 长度/m 截面直径/m 厚度/m 密度/(kg·m −3 ) 声速/(m·s −1 ) 线密度/(kg·m −1 ) 杨氏模量/Pa 泊松比 两端
参数
10.0 5.0 0.02 1.0 1.293 343 2.466 2.1 × 10 11 0.3 固定

ቇඡܦߦӭЋ ቇඡܦߦӭЋ
PMLࡏ PMLࡏ

O B
ፋڏ౜˞A4ܸ࠵Ὂߚʹܸ࠵˞10ptὊ A

ઢጊӭЋ ઢጊӭЋ
(a) ઢጊ-ܦڤ͌ᄾവی (b) ᎪಫѳѬᇨਓڏ

图 3 有限元模型示意图
Fig. 3 Schematic diagram of finite element model

4.2 仿真结果与分析 频率为1000 Hz，持续时间为4 s。以拉索承受20 kN
拉索结构在 0 时刻无初始加速度，现对拉索结 拉力为例，选取垂直于点O(x = 2.5 m, y = 0 m)近
构中心位置表面 O(x = 2.5 m, y = 0 m) 处施加一 场位置中0.1 m、0.2 m、0.3 m处的3点，得到结构点
瞬时斜坡荷载，峰值力F = 100 N，为得到结构振动 O 加速度时程响应以及近场中声压变化瞬时响应信
响应瞬时信号，对结构近场声压变化进行采集，采样 号如图4所示。

3.0 9.0
8.15 Pa
2.3 6.8
ҫᤴए/(m 2 Ss -1 ) -0.8 0 ܦԍጟ/Pa -2.3 0
1.5
4.5
0.8
2.3
-1.5
-2.3 -4.5
-6.8
-7.54 Pa
-3.0 -9.0
0 0.3 0.5 0.8 1.0 1.3 1.5 1.8 2.0 2.3 2.5 2.8 3.0 3.3 3.5 3.8 4.0 0 0.3 0.5 0.8 1.0 1.3 1.5 1.8 2.0 2.3 2.5 2.8 3.0 3.3 3.5 3.8 4.0
௑ᫎ/s ௑ᫎ/s
(a) ҫᤴए௑ሮజጳ (b) 0.1 mܫܦԍԫӑ௑ሮజጳ
9.0 9.0
7.83 Pa 7.52 Pa
6.8 6.8
4.5
4.5
ܦԍጟ/Pa 2.3 0 ܦԍጟ/Pa 2.3 0
-2.3
-4.5
-4.5 -2.3
-6.8 -6.8
-7.23 Pa -6.94 Pa
-9.0 -9.0
0 0.3 0.5 0.8 1.0 1.3 1.5 1.8 2.0 2.3 2.5 2.8 3.0 3.3 3.5 3.8 4.0 0 0.3 0.5 0.8 1.0 1.3 1.5 1.8 2.0 2.3 2.5 2.8 3.0 3.3 3.5 3.8 4.0
௑ᫎ/s ௑ᫎ/s
(c) 0.2 mܦԍԫӑ௑ሮజጳ (d) 0.3 mܦԍԫӑ௑ሮజጳ
图 4 加速度及不同位置声压变化时程曲线
Fig. 4 Time history curve of acceleration and sound pressure change at different positions