مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بهینه سازی ویبروآکوستیک ورق تقویت شده در تماس با آب

نویسندگان
1 هیئت علمی دانشگاه مالک اشتر
2 هیئت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان
چکیده
با توجه به اهمیت بررسی و کنترل پاسخ آکوستیکی سازه‌های مرتعش در تماس با آب در این تحقیق هدف، بهینه سازی توان آکوستیکی منتشر شده از یک ورق مربعی تقویت شده تحت تحریک هارمونیک با جرم متمرکز و نیز جرم و فنر (جاذب دینامیکی) به شکل اندرکنش کامل می‌باشد. در این راستا در ابتدا برای لحاظ نمودن اثر متقابل سازه و سیال، تاثیر سیال به شکل ماتریس جرم افزوده مختلط و اصلاح ماتریس جرم سازه‌ حاصل از اجزا محدود در نظر گرفته شده است. محاسبه ماتریس اصلاحی جرم به روش‌های انتگرال ریلی و نیز المان مرزی صورت گرفته است. با استفاده از نتایج حاصل از حل عددی معادلات اصلاح شده سیستم، پارامترهای آکوستیکی نظیر فشار آکوستیک در نقطه دلخواه و نیز توان صوتی انتشاری از سازه محاسبه گردیده است. مقایسه نتایج حاصله از این دو روش با نتایج حاصل از شبیه سازی اجزاء محدود و دیگر نتایج در دسترس، نشان از صحت، دقت و سرعت مناسب روش مذکور دارد. از آن جا که فرایند بهینه سازی فارغ از روش استفاده شده، شامل چندین برآورد از تابع هدف در فضای متغیرهای طراحی می باشد، برای کاهش مرتبه از روش ماتریس مودال ناقصاستفاده و کارائی آن بررسی شده است. در ادامه، بهینه سازیبه روش ژنتیک در سه حالت " جرم متمرکز"، " جاذب دینامیکی" و "ترکیبیاز جرم متمرکز و جاذب"برای تابع هدف مناسب انجام شده است که در هر سه حالت به ویژه حالت‌هایدومو سومبه کاهش قابل توجهی در تابع هدف منجر شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Vibro-acoustic optimization of submerged stiffened plate

نویسندگان English

Mehdi Dadkhah 1
Abdolreza Kabiri 1
Saeed Ziaei Rad 2
چکیده English

Due to the importance of acoustic response control of submerged vibrating structures, in this study,the optimization of acoustic power radiation from a square stiffened plate under harmonic loading was investigated.Since one face of the plate is in contact with water, a fully coupled analysis was used. The effect of fluid in the analysis was considered via added mass matrix. The added mass matrix was obtained based on both Rayleigh integral and the boundary element approaches.The obtained added mass matrix was then added to the mass matrix of the structure calculated from the finite element discretization of plate. Several variables such as acoustic pressure at specific points and also radiated power were calculated. Results show good agreement between obtained results from the Rayleigh integral and the boundary element. To reduce the radiation power, dynamic absorbers in the form of lumped mass and mass-springs in specific locations on the plate surface were considered. Because optimization procedure requires several evaluation of cost function in the design variable space, model reduction can save a great amount of computation efforts. Therefore, the truncated modal matrix was employed and its effectiveness and precision on the obtained results was studied. Finally, Genetic Algorithm (GA) was used for minimizing the appropriate goal function in three case studies: concentrated mass on cross-points, dynamic absorbers on cross-points and combination of two former cases.All the studied cases resulted on significant reduction in the goal function index.

کلیدواژه‌ها English

Vibro-acoustic
Optimization
Coupled equations
Order Reduction
genetic algorithm