随机激励下结构和声场耦合系统的数值分析和优化设计

噪声污染日益严重，已成为人们越来越关注的问题。而噪声源很多都是结构随机荷载激发的，开展随机激励下结构减振降噪的研究具有很重要的现实意义。本项目寻求通过随机振动声场数值分析和优化设计相结合的研究方法来达到这个目的。研究随机激励下声结构耦合系统的有限元/边界元分析的高效求解算法，优化设计的数值建模技术和求解方法，基于统计信息的灵敏度分析理论和实用的优化设计方法。建立声固耦合系统的结构和声学一体化的优化模型，提出随机激励下耦合系统非对称矩阵的灵敏度分析新理论，结构振动声辐射系统有限元和边界元相结合的灵敏度分析新算法，给出耦合系统尺寸、形状与拓扑多层次优化方法，解决程序实现的关键技术。对结构声场设计中阻尼材料和吸声材料的优化布置问题，提出有效的设计准则和数学模型，并采用拓扑优化理论和最新的优化算法进行求解。通过典型算例来验证上述理论和方法的正确性，并为该项技术的实际工程应用提供一个软件原型系统。