مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل صوت منتشر شده در اثر موج صوتی برخوردی به پوسته مخروطی ناقص

نویسندگان
1 دانشیار هیئت علمی دانشگاه تربیت مدرس
2 دانشجوی دکترا دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
در این مقاله به بررسی و تحلیل موج صوتی منتشر شده از یک پوسته مخروطی ناقص که در اثر یک موج صوتی برخوردی تحریک می شود، پرداخته شده است. فضای بیرونی پوسته در معرض سیال هوا قرار دارد و فضای داخلی پوسته نیز خلاء در نظر گرفته می شود. ابتدا معادلات پوسته مخروطی بر اساس تئوری دانل و استفاده از اصل همیلتون استخراج می‌گردد. سپس روابط موج صوتی برخوردی، و موج منتشر شده در اثر برخورد به پوسته استخراج می گردد. روابط مربوط به موج صوتی برخوردی با استفاده از حل هارمونیک معادله موج تخت که از بینهایت می آید، استخراج می گردد و موج منتشر شده در اثر برخورد به پوسته نیز با استفاده از معادله انتگرالی هلمهولتز که تابعی از فشار سطح پوسته و جابجایی آن می باشد، استخراج می گردد. در نهایت معادلات سیستم کوپل سازه-آکوستیک با ترکیب معادلات دینامیکی سازه و معادلات مربوط به موج صوتی استخراج می گردد. فشار موج صوتی در معادله انتگرالی هلمهولتز که تابعی غیر صریح از جابجایی سطح پوسته می باشد، با استفاده از روش المان بندی مرزی سطح پوسته بر حسب جابجایی نقاط المان بیان می_گردد. سپس با استفاده از ترکیب روش ریلی-ریتز و المان مرزی، معادلات کوپل سازه آکوستیک حل شده و فشار صوتی در روی سطح پوسته و فضای خارج آن بدست می آید.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Sound radiation analysis excited by incident sound wave to truncated conical shell

نویسندگان English

Mohamad-Reza Ghazavi 1
Afshin Tebyanian 2
1 faculti member TMU
چکیده English

This paper presents an study and analysis of acoustic wave scattered and radiated from a truncated conical shell excited by an time-harmonic constant amplitude acoustic wave arriving from infinity by specified angle of incidence. The shell immersed in unbounded air and inner face has in-vacuo condition. Donnel-mushtari theory of shell displacement field proposed to investigate the kinetic and potential energy of shell and Hamilton principal is employed to extract the shell dynamic equation. Incident sound wave is considered as plane wave which is an incoming wave solution of reduced homogenous wave equation. The Helmholtz integral equation is use to model the scattered and radiated sound by shell. Boundary element method (BEM) is employed to relate the surface nodal pressure to nodal displacement. Then by combination of BEM and Rayleigh-Ritz method, the coupled structural-acoustic problem is solved and the sound pressure in any point of medium and shell surface is obtained. The final result has been compared with Finite Element – Boundary Element (FE-BE) method and result shows that the analytical result is in good agreement with the numerical FE-BE method. Also the bahaivor of medium fluid is studied by considering air and water as two case of fluid medium

کلیدواژه‌ها English

Conical shell vibration
Acoustic Helmholtz integral eqation
Boundary element method
Rayleigh-Ritz method