含吸声材料的变边界声振耦合拓扑优化研究

作者：王旭东; 王德石; 刘宝^*

来源：华中科技大学学报(自然科学版)科技大学, 2019, 47(10): 93-98.

DOI：10.13245/j.hust.191017

• 变耦合边界
• 声振耦合
• 拓扑优化
• 固有频率
• 多目标优化

根据水中结构的声振耦合理论,考虑了流体与结构耦合面随优化过程发生改变的情况,发展了一种含吸声材料的拓扑优化算法.由交界面相容性条件,采用阻尼边界层的模型描述吸声材料层,建立了声-结构相互作用的声振耦合模型.进一步结合双向渐进结构优化算法优化结构,以一阶或多阶固有频率最大化为目标函数,对水中结构进行优化.结果表明:采用耦合模型计算的固有频率和振型与数值软件的结果符合较好,计算结果可信;该算法收敛较快,数值稳定性较好;所提出的优化方法通过流体与结构材料适当地重新分布,在等体积约束条件下可大幅提高耦合固有频率;在体积缩减的条件下实现最大限度地避免固有频率的降低.

• 单位
  中国人民解放军海军工程大学; 电子工程学院