An Integrated fem/bem approach to the prediction of wterior noise levels of vehicle body structures
Araç gövdesi yapılarının iç akustik alanlarının belirlenmesi için bir bütünleşik femibem yaklaşımı
- Tez No: 47254
- Danışmanlar: PROF.DR. M. ÇALIŞKAN, PROF.DR. Y. S. ÜNLÜSOY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1995
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 163
Özet
oz ARAÇ GÖVDESİ YAPILARININ İÇ AKUSTİK ALANLARININ BELİRLENMESİ İÇİN BİR BÜTÜNLEŞİK FEM/BEM YAKLAŞIMI Kopuz, Sadi Doktora, Makina Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Y.S. Ünlüsoy Ortak Tez Yöneticisi : Prof. Dr. M. Çalışkan Haziran 1995, 163 sayfa Bu tez çalışmasının amacı motorlu araç, uçak ve gemi gibi karmaşık yapıların gövdelerinin içinde oluşan iç gürültü düzeylerinin belirlenebilmesi için bir yöntem geliştirmektir. Bu yöntemin geliştirilmesi sırasında ilk olarak Helmholtz denklemi ile ifade edilen akustik yayınım problemleri incelenmiştir. Bu denklemin, sayısal çözümüne dayanan direk sınır elemanlar yöntemi (BEM Collocation) kullanılarak yapılan bir formülasyon sunulmuştur. Bu çözüm yöntemi kullanılarak ses yayınım problemlerinin analizi için bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntem çözümü bilinen klasik akustik problemlerine uygulanmıştır. Uygulama örnekleri olarak düzgün titreşen bir küreden ses yayınımı ve küresel bir odanın akustik yanıtı ele alınmıştır. Karmaşık bir sınır şartına karşılık gelen küresel bir ortamdaki bir açıklıktan ses sızıntısı olması durumunda iç akustik alan belirlemesi için yeni bir yöntem önerilmiştir. Böylelikle dışarıya ses sızıntısı olması durumunda içerde oluşan akustik ortamın belirlenmesi sağlanmıştır. İncelenen uygulama problemleri bu aşamada dolaylı sınır elemanlar yöntemi (BEM Variational) kullanılarak ta çözülüp, bu iki BEM yönteminin karşılaştırması yapılmıştır.Çalışmanın bir ileriki aşamasında, harmonik bir noktasal kuvvet ile uyarılan iki ucu açık bir kutu incelenmiştir. İlk olarak, sonlu elemanlar yöntemi (FEM) kullanılarak yapısal dinamik analiz yapılmıştır. Yapısal ve akustik analizleri yürütebilmek için, FEM'den düğüm hızlan olarak elde edilen yapısal titreşim şekli, BEM ile yapılan akustik analiz için gerekli veri girdisi olarak kullanılmıştır. Teorik sonuçlan desteklemek için deneysel bir çalışma da eş zamanlı olarak yürütülmüştür. Bütünleşik FEM/BEM yöntemi ile elde edilen sonuçlann deneysel bulgularla uyum içinde olguğu gözlenmiştir. Yapısal titreşimlerin FEM ile doğru olarak belirlenebilmesi durumunda, yapının içinde titreşimden dolayı oluşan akustik alanın belirlenmesinde dolaylı BEM yönteminin etkili bir yöntem olduğu saptanmıştır. Böylelikle, önerilen bütünleşik FEM/BEM yaklaşımının bu çeşit problemlerin çözümünde uygun bir yaklaşım olduğu gösterilmiştir. Yöntemin daha gerçekçi yapılara uygulanmasını sağlayabilmek için çalışmanın ilerleyen dönemlerinde tek veya çift odadan oluşan dikdörtgen geometriye sahip iç akustik alanlann analizi yapılmıştır. Tek oda modeli FEM ve BEM yöntemleri kullanılarak incelenmiştir. Daha sonra çift oda modelinin akustik analizi üzerinde iki oda arasında karmaşik sınır şartlan gözönünde bulundurularak durulmuştur. Geçirgen bir membran, ses yutucu bir akustik ortam ve üzerinde açıklık olan rijit bir bölme incelenen sınır şartlannı oluşturmuştur. İki oda arasındaki bölmenin geçirgen bir membran olarak modellenebilmesine olanak tanıyan yeni bir empedans ilişkisi önerilmiştir. Çalışmanın son bölümünde, akışkan-yapı etkileşimini gözönüne alan yapısal- akustik bağlaşik problemleri üzerinde durulmuştur. Akustik ortamı çevreleyen duvarlarin rijit veya esnek olarak gözönüne alınmasının iç akustik ortam üzerindeki etkisi belirlenmiştir. Etkileşimin gerekliliğinin bu tür analizin getireceği yük dikkate alındığında gözükmediği saptanmıştır. Anahtar Kelimeler : Ses Yayınımı, Sonlu Elemanlar Yöntemi, Bütünleşik FEM/BEM Yaklaşımı. Bilim Kodu: 625.01.04 vı
Özet (Çeviri)
ABSTRACT AN INTEGRATED FEM/BEM APPROACH TO THE PREDICTION OF INTERIOR NOISE LEVELS OF VEHICLE BODY STRUCTURES Kopuz, Sadi Ph.D., Mechanical Engineering Department Supervisor : Prof. Dr. Y.S. Ünlûsoy Co-Supervisor : Prof. Dr. M. Çalışkan June 1995, 163 pages The goal of this thesis study has been the development of a method for the estimation of interior noise levels inside complicated structures such as motor vehicle, airplane, and ship body structures. During the development of the approach, acoustic radiation problems governed by the Helmholtz's equation are examined first. A formulation based on the numerical solution of this equation using the direct boundary element method (REM Collocation) is presented. The numerical solution technique is implemented in a computer code developed for the analysis of sound radiation problems. The developed method has been applied to the solution of classical acoustic radiation problems whose analytical solutions are available. The case studies include the uniformly pulsating sphere and the acoustic response of a spherical cavity. A new method is proposed for the examination of complex boundary conditions which correspond to the simulation of an opening on the surface of the vibrating body. Thus, it has become possible to investigate the interior acoustic field in the presence of sound leakage through openings. The case studies mentioned are later examined using the indirect boundary element method (BEM Variational) and a comparison of these two techniques is made. mAs the next step, an open ended box structure excited by a harmonic point force is analyzed. The structural dynamic analysis is first performed using the finite element method (FEM). To investigate the structural and acoustic analyses the vibration shape obtained from the FEM in terms of nodal velocities has been used as the required input data for the acoustic analysis using the BEM method. An experimental study is also carried out to substantiate the theoretical results. The results obtained from the proposed integrated FEM/BEM procedure were found to be in good agreement with the experimental findings. It has thus been demonstrated that if the structural vibrations are predicted accurately using the FEM, then the Indirect BEM is very efficient in predicting the acoustic field inside the structure due to the vibration of the structure. Thus the proposed integrated FEM/BEM approach is shown to be suitable for the solution of this kind of problems. To extend the application of the proposed procedure to more realistic structures, interior acoustic field predictions are carried out on single and double compartment cavities having rectangular shape. The FEM and the BEM are both used for the analysis of interior acoustic field of a single compartment cavity. A two compartment cavity model is then investigated, considering complex boundary conditions between the two compartments. The boundary conditions examined include a permeable membrane, an absorbing medium and a rigid panel with an opening. A new impedance relationship is proposed for the simulation of a permeable membrane type of boundary condition between the compartments. In the final part of the study the structural-acoustic coupling phenomenon which takes the coupling effect into account is investigated. The effect of considering the walls of an acoustic cavity as rigid or flexible is predicted. It has been observed that introduction of coupling is not justified considering the cost of introducing a coupled analysis. Key Words : Acoustic Radiation, Boundary Element Method, Integrated FEM/BEM Approach. Science Code : 625.01.04 IV
Benzer Tezler
- Computationally efficient approaches to integrated cardiac electrophysiology
Bütünleşik kalp elektrofizyolojisi problemine sayısal olarak etkin yaklaşımlar
ÖZGÜR PAŞAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERDAR GÖKTEPE
- İki boyutlu iki gruplu nötron difüzyon denkleminin lineer sınır elemanları ile çözümü
The application of linear boundary elements method two dimensional and two group neutron diffusion equation
SIRMA USTAARAMOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİLGE ÖZGENER
- Development of an integrated lab-on-a-chip (LOC) platform for multidrug effect analysis
Çoklu ilaç etkisi analizi için entegre bir çip üstü laboratuvar platformunun geliştirilmesi
ALİ CAN ATİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK KÜLAH
DOÇ. DR. ENDER YILDIRIM
- An investigation on structural identification (ST-ID) of a long-span bridge for performance prediction
Uzun açıklıklı bir köprünün performans tahmini için yapısal tanılanması üzerine bir araştırma
SELÇUK BAŞ
Doktora
İngilizce
2017
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER İLKİ
DOÇ. DR. NURDAN APAYDIN
- Design and fabrication of strained light emitting germanium microstructures by liquid phase epitaxy
Sıvı faz epitaksi yöntemiyle geliştirilmiş çekme gerinimli ışık saçan germanyum microyapılarının tasarımı ve üretimi
BUSE ÜNLÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK YERCİ
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÇİÇEK HATİCE BOZTUĞ YERCİ