基于消声器外形优化的有限元声学仿真[外文翻译].rar
基于消声器外形优化的有限元声学仿真[外文翻译],附件c：译文 基于消声器外形优化的有限元声学仿真摘要：本文论述了一种结合有限元分析法和zoutendijk的可行方向法的消声器形优化设计方法。旨在获得能使传递损失(tl)在关注频率范围内最大的消声器最佳尺寸。应用改良四端参数法计算评价消声器传递损失和应用有限元法（fem）解决helmholtz方程问题；有限元fem中应...
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附件C：译文
基于消声器外形优化的有限元声学仿真
摘要：
本文论述了一种结合有限元分析法和Zoutendijk的可行方向法的消声器形优化设计方法。旨在获得能使传递损失(TL)在关注频率范围内最大的消声器最佳尺寸。应用改良四端参数法计算评价消声器传递损失和应用有限元法（FEM）解决Helmholtz方程问题；有限元FEM中应用二次三角形有限元单元网格来充分解决可靠性问题；用Zoutendijk的可行方向法充分有效地解决了非线性约束问题。多次对插入管扩张式圆形扩张腔消声器的试验结果为了消声器外形有约束和无约束优化问题提供依据。
关键字：消声器；形状最优化；传递损失；Zoutendijk的可行方向法
1引言
大部分工程问题的解决方法都涉及到最小化约束问题，即满足约束条件的情况下求得目标函数最小值。消声器外形有约束最优化问题可表达为如下的一般非线性规划问题 ：
min
s.t. ， (1)
，
式中 是目标函数或评价函数； 是不等式约束， 是等式约束（或称约束函数） ， ( )是可行域。
鉴于边界元方法(BEM)和有限元方法(FEM)相比，BEM计算速度相对较慢，而有限元方法更适合解决该类问题 ，故在计算分析目标函数和约束函数时采用了有限元方法（FEM），且其模型的物理、几何参数间的关系以及拟合多项式的阶次决定了该方法的离散精度 。然而其他数值计算方法也能够很好地计算评价传递损失、目标函数及约束函数。
该最优化问题涉及到了Helmholtz方程有限单元的离散化以及传递损失的计算问题。故分析时采用如下线性联立方程组表达节点声压P：
(2)
式中 是一矩形矩阵， 是载荷向量
观察上述数学模型式子可以发现： 、 、 是设计变量 的隐函数，他们和变量 有着直接联系，而与P有间接联系，这点很重要。
假设有限元方法具有很好的可靠性及准确性，现有的消声器外形最优化方法是基于如下几点重要因素：外形的生成与控制；网格的生成；有限元分析；约束函数、目标函数的计算求解及其灵敏度分析；外形的优化。
具体研究方法按如下步骤进行：
基于消声器外形优化的有限元声学仿真
摘要：
本文论述了一种结合有限元分析法和Zoutendijk的可行方向法的消声器形优化设计方法。旨在获得能使传递损失(TL)在关注频率范围内最大的消声器最佳尺寸。应用改良四端参数法计算评价消声器传递损失和应用有限元法（FEM）解决Helmholtz方程问题；有限元FEM中应用二次三角形有限元单元网格来充分解决可靠性问题；用Zoutendijk的可行方向法充分有效地解决了非线性约束问题。多次对插入管扩张式圆形扩张腔消声器的试验结果为了消声器外形有约束和无约束优化问题提供依据。
关键字：消声器；形状最优化；传递损失；Zoutendijk的可行方向法
1引言
大部分工程问题的解决方法都涉及到最小化约束问题，即满足约束条件的情况下求得目标函数最小值。消声器外形有约束最优化问题可表达为如下的一般非线性规划问题 ：
min
s.t. ， (1)
，
式中 是目标函数或评价函数； 是不等式约束， 是等式约束（或称约束函数） ， ( )是可行域。
鉴于边界元方法(BEM)和有限元方法(FEM)相比，BEM计算速度相对较慢，而有限元方法更适合解决该类问题 ，故在计算分析目标函数和约束函数时采用了有限元方法（FEM），且其模型的物理、几何参数间的关系以及拟合多项式的阶次决定了该方法的离散精度 。然而其他数值计算方法也能够很好地计算评价传递损失、目标函数及约束函数。
该最优化问题涉及到了Helmholtz方程有限单元的离散化以及传递损失的计算问题。故分析时采用如下线性联立方程组表达节点声压P：
(2)
式中 是一矩形矩阵， 是载荷向量
观察上述数学模型式子可以发现： 、 、 是设计变量 的隐函数，他们和变量 有着直接联系，而与P有间接联系，这点很重要。
假设有限元方法具有很好的可靠性及准确性，现有的消声器外形最优化方法是基于如下几点重要因素：外形的生成与控制；网格的生成；有限元分析；约束函数、目标函数的计算求解及其灵敏度分析；外形的优化。
具体研究方法按如下步骤进行：
