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振动与声波传播数值模拟

共计 30 章节
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01
课程导入与数值模拟概览
振动与声波传播的基本概念 · 数值模拟的作用与典型工程场景 · 整体学习路径与工具链介绍
课程导入数值模拟概览
02
振动与声波传播的物理基础
单自由度与多自由度振动 · 波动方程 · 声压与质点速度
振动声波传播的物理基…
03
数值模拟方法总览
有限差分法 · 有限元法 · 边界元法
数值模拟方法总览有限差分法
04
一维振动系统的数值模拟
弹簧-质量-阻尼系统的显式与隐式时间… · 稳定性与精度分析 · 自由振动与受迫振动案例
一维振动系统的数…弹簧
05
一维声波传播的有限差分模拟
一维波动方程的显式差分格式 · Courant条件 · 数值色散与耗散
一维声波传播的有…一维波动方程的显…
06
二维/三维声波方程的有限差分模拟
交错网格 · 高阶差分 · 完美匹配层吸收边界
二维三维声波方程的有…
07
振动结构的有限元建模基础
杆 · 梁 · 板的振动有限元格式
振动结构的有限元…板的振动有限元格…
08
声波传播的有限元模拟
声学 Helmholtz 方程有限元… · 声学单元与边界条件 · 室内声场与管道声传播案例
声波传播的有限元…Helmholtz
09
结构-声耦合数值模拟
流固耦合界面条件 · 耦合有限元/边界元方法 · 板-腔耦合振动声辐射案例
结构声耦合数值模拟
10
边界元法在声辐射与散射中的应用
Helmholtz 边界积分方程 · 奇异积分处理 · 外声场辐射与散射案例
边界元法声辐射
11
时域数值模拟的稳定性与精度
CFL条件 · 数值色散关系 · 人工耗散与滤波
时域数值模拟的稳…精度
12
吸收边界与无反射条件
一阶/二阶 Mur 吸收边界 · 完美匹配层原理与实现 · 半无限域声波传播案例
吸收边界无反射条件
13
振动与声波问题的模态分析
特征值问题求解 · 模态叠加法 · 模态截断与阻尼处理
振动声波问题的模态分…
14
频域数值模拟方法
谐响应分析 · 频率扫描 · 快速傅里叶变换在振动声学中的应用
频域数值模拟方法谐响应分析
15
材料阻尼与非线性振动的数值处理
Rayleigh 阻尼 · 滞回阻尼 · 非线性刚度与间隙
材料阻尼非线性振动的数值…
16
声波在复杂介质中的传播模拟
分层介质 · 多孔介质 · 声学超材料中的波动
声波复杂介质
17
振动与声波问题的网格生成技术
结构化与非结构化网格 · 网格质量对精度的影响 · 自适应网格细化
振动声波问题的网格生…
18
时间积分格式与稳定性深入
Newmark 法 · HHT 法 · 中心差分法在振动问题中的性能对比与参…
时间积分格式稳定性深入
19
并行计算与高性能数值模拟
区域分解 · MPI/OpenMP 并行策略 · GPU 加速在声波传播模拟中的应用
并行计算高性能数值模拟
20
振动声学优化设计
灵敏度分析 · 拓扑优化 · 形状优化在减振降噪中的应用
振动声学优化设计灵敏度分析
21
实验验证与模型修正
实验模态分析 · 声学测量 · 模型相关性分析
实验验证模型修正
22
管道与腔体声传播数值模拟
管道声学 · 消声器传递损失计算 · 腔体模态与声响应
管道腔体声传播数值模…
23
板壳结构振动与声辐射模拟
薄板/壳振动方程 · 声辐射效率 · 隔声量计算
板壳结构振动声辐射模拟
24
室内声场数值模拟
房间声学有限元/边界元/射线追踪方法 · 混响时间预测 · 声场不均匀度分析
室内声场数值模拟房间声学有限元
25
水下声传播数值模拟
浅海/深海声传播 · 抛物方程近似 · 海底边界处理
水下声传播数值模…浅海
26
振动与声波逆问题数值方法
声源识别 · 材料参数反演 · 缺陷检测
振动声波逆问题数值方…
27
多物理场耦合振动声学模拟
压电-结构-声耦合 · 热-声耦合 · 流-固-声耦合
多物理场耦合振动…压电
28
随机振动与随机声场的数值模拟
功率谱密度方法 · 随机有限元 · 蒙特卡洛模拟
随机振动随机声场的数值模…
29
振动与声波数值模拟软件实践
COMSOL · ANSYS · Abaqus 等软件在振动声学中的建…
振动声波数值模拟软件…
30
综合实战项目
针对实际工程对象（如汽车排气系统 · 建筑隔声结构或水声换能器）完成从建模 · 仿真到结果分析的完整数值模拟
综合实战项目针对实际工程对象