آدرس ایمیل خود را وارد نمایید
ثبت
پیام خود را بنویسید
سید حمید سهرابی*1 
، امیر کریمی2 ، سعید پارسامهر2
، امیر کریمی2 ، سعید پارسامهر2
1- مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر
2- دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مهندسی مکانیک
2- دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مهندسی مکانیک
چکیده: (425 مشاهده)
در این پژوهش یک طراحی بهنیه برای پوششهای جاذب صوت زیرآبی ارایه شده است. به دلیل زمان و هزینه‌ی محاسباتی بسیار زیاد فرآیند بهنیه سازی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک با استفاده از حلگر المان محدود، هسته ی بهینه سازی بر اساس ترکیب الگوریتم ژنتیک و مدلِ جایگزینِ بر پایه‌ی شبکه‌های عصبیِ مصنوعیِ، در نظر گرفته شد. آموزش شبکه عصبی مبتنی بر حلگر المان محدود قرار داده شد و در گام بعدی صحت پاسخهای مدلِ جایگزین ارزیابی گردید. سپس فرآیند بهنیه‌سازی با استفاده از این مدل، انجام پذیرفت و نتایج حاصل نشان داد که در حوزه فرکانس پایین (زیر 10 کیلوهرتز)، حفرهی بهینه، مخروطی و با رأسی نزدیک به سطح ورود موج به پوشش، بدست خواهد آمد. اما برای کل بازهی فرکانسی، شکل حفره ی بهینه، مخروطی اما در جهت عکس حالت فرکانس پایین است. بنابراین انتخاب بازه مطلوب فرکانس در پروسه طراحی و بهینه سازی بسیار اهمیت دارد. همچنین پاسخ بهینه، به صورت مشخص دارای عملکرد بهتری نسبت به پوشش های به صورت تصادفی آزموده شده ی دیگر بود. علاوه بر این با افزایش تعداد متغیرهای بهینه سازی، پاسخ بهینه قطعاً تغییر کرده و اما پیچیدگی مسئله نیز به شدت افزایش خواهد یافت.
متن کامل [PDF 1620 kb]
(112 دریافت)
نکات برجسته مقاله:
1- استفاده از ترکیب روش المان محدود و شبکه عصبی مصنوعی به عنوان مدل جایگزین مدل اصلی به جهت کاهش هزینه های زمانی و محاسباتی با حفظ دقت لازم.
2- ارائه مدلی سریع جهت انجام بهینه سازی های مختلف در بازه های مطلوب و موردنظر طراحی و با دقت کافی.
3- برای هر بازه فرکانسی، نتایج شبیه سازی برای به دست آوردن بهترین شکل حفره، متفاوت از دیگری به دست خواهد آمد؛ بنابراین تعیین بازه طراحی هدف بسیار اهمیت دارد.
4- کاهش متغیرهای بهینه سازی روشی در جهت کاستن از پیچیدگی های روش های مورد نیاز بهینه سازی آکوستیکی و روشی مفید در به دست آوردن یک نتیجه ملموس و قابل اجرا است.
5- تغییرات طول حفره داخل پوشش، در بیشینه‌ها و کمینه‌های پاسخ های آکوستیکی، تاثیرگذار بوده است. با این حال متغیرهای طراحی در این پدیده دارای اندرکنش هستند و نمی‌توان بدون درنظر گرفتن تغییرات دیگر متغیرها، به تفسیر تغییر یک متغیر پرداخت.
فایل صوتی چکیده مقاله [MP3 2015 KB] (14 دریافت)
فهرست منابع
1. Hinders, M.K., Rhodes, B.A. and Fang, T.M., 1995, Particle loaded composites for acoustic anechoic coatings, Journal of sound and vibration, 185(2), p.219-46. [DOI:10.1006/jsvi.1995.0377]
2. Cederholm, A., 2003, Homogeneous models of anechoic rubber coatings, Doctoral Thesis, Royal Institute of Technology, ISBN. 91-7283-580-X.
3. Yang, X. Wang, Y. and Yu, H., 2007, Sound Performance of Multilayered Composites, Journal of Materials and Manufacturing Processes, 22(6), p.721-725. [DOI:10.1080/10426910701385291]
4. Cheng, Y., Xu, J. Y. and Liu, X. J., 2009, Broadband Acoustic Cloak with Multilayered Homogeneous Isotropic Materials, PIERS Online, 5(2), p.177-180. [DOI:10.2529/PIERS080901204601]
5. Baker, R. M. L. and Baker, B. S., (2012), Multiple-layer radiation absorber, Physics Procedia, 38, p.298-303. [DOI:10.1016/j.phpro.2012.08.029]
6. Hennion, A. C., Bossut, R., Decarpigny, J. N. and Audoly, C., 1990, Analysis of the scattering of a plane acoustic wave by a periodic elastic structure using the finite element method: Application to compliant tube gratings, Journal of Acoustical Society of America, 87(5), p.1861-1870. [DOI:10.1121/1.399312]
7. Hladky‐Hennion, A. C. and Decarpigny, J. N., 1991, Analysis of the scattering of a plane acoustic wave by a doubly periodic structure using the finite element method: Application to Alberich anechoic coatings, Journal of Acoustical Society of America, 90(6), p.3356-3367. [DOI:10.1121/1.401395]
8. Ma, T. C., Scott, R. A. and Yang, W. H., 1980, Harmonic wave propagation in an infinite elastic medium with a periodic array of cylindrical pores, Journal of Sound and Vibration, 71, p.473-482. [DOI:10.1016/0022-460X(80)90719-1]
9. Easwaran, V. and Munjal, M. L., 1993m Analysis of reflection characteristics of a normal incidence plane wave on resonant sound absorbers: A finite element approach, Journal of Sound and Vibration, 93(3), p.1308-1318. [DOI:10.1121/1.405416]
10. Cai, C., Hung, K. C. and Khan M. S., 2006, Simulation-based analysis of acoustic absorbent lining subject to normal plane wave incidence, Journal of Sound and Vibration, 124(4), p.1974-1984.
11. Panigrahi, S. N., Jog, C. S. and Munjal, M.L., 2008, Multi-focus design of underwater noise control linings based on finite element analysis, Journal of Applied Acoustics, 69, p.1141-1153. [DOI:10.1016/j.apacoust.2007.11.012]
12. Meng, H., Wen, J., Zhao, H. and Wen X., 2012, Analysis of absorption performances of anechoic layers with steel plate backing, Journal of Acoustical Society of America, 132(1), p.69-75. [DOI:10.1121/1.4728198] [PMID]
13. Meng, T., 2014, Simplified model for predicting acoustic performance of an underwater sound absorption coating, Journal of Vibration and Control, 20(3), p.339-354. [DOI:10.1177/1077546312461027]
14. Ye, C., Liu, X., Xin, F., and Lu, T. J., 2018, Underwater acoustic absorption of composite anechoic layers with inner holes, Journal of Sound and Vibration, Vol.426, p.54-74. [DOI:10.1016/j.jsv.2018.04.008]
15. Ivansson, S., 2004, Sound absorption by viscoelastic coatings with periodically distributed cavities, Swedish Defense Research Agency, Technical Report, ISSN. 1650-1942, p.1-30.
16. Meyer, E., Brendel, K. and Tamm, K., 1958, Pulsation Oscillations of Cavities in Rubber, Journal of Acoustical Society of America, 30(12), p.1116-1124. [DOI:10.1121/1.1909475]
17. Gaunaurd, G. C. and Oberall, H., 1978, Theory of resonant scattering from spherical cavities in elastic and viscoelastic media, Journal of Acoustical Society of America, 63(6), p.1699-1712. [DOI:10.1121/1.381908]
18. Gaunaurd, G. C., Scharnhorst, K. P. and Oberall, H., 1978, Giant monopole resonances in the scattering of waves from gas-filled spherical cavities and bubbles, Journal of Acoustical Society of America, 65(3), p.573-594. [DOI:10.1121/1.382494]
19. Brill, D., Gaunaurd, G. C. and Oberall, H., 1980, Resonance theory of elastic shear-wave scattering from spherical fluid obstacles in solids, Journal of Acoustical Society of America, 67(2), p.414-424. [DOI:10.1121/1.383927]
20. Hao, Z., Bi-long, L. and Zheng-tao, S., 2015, Sound absorption features of double layered structures coated with acoustic absorption layers, Journal of Vibration and Shock, 34(23), p.31-36.
21. Meng, T. and Hong-Xing, H., 2011, Improved low-frequency performance of a composite sound absorption coating, Journal of Vibration and Control, 18, p.48-57. [DOI:10.1177/1077546311400930]
22. Jarzynski, J., 1990, Mechanisms of Sound Attenuation in Materials, Sound and Vibration Damping with Polymer, Chapter 10, ACS Symposium Series 424, Dallas, Texas. [DOI:10.1021/bk-1990-0424.ch010]
23. Möser, Michael., 2009, Engineering acoustics, Nova York (Estados Unidos), Springer Publishing. [DOI:10.1007/978-3-540-92723-5_8]
24. Kinsler, Lawrence E., Frey, Austin R., Coppens, Alan B., Sanders, James V,. 2000, Fundamental of Acoustics, John wiley & sons, ISBN: 0471847895.
25. S.H. Sohrabi, A. Karimi, M. Ketabdari, 2021, "Optimization of Anti-Echo Coatings with Conical and Cylindrical Cavities Using Genetic Algorithm and Surrogate Model Based on Artificial Neural Network," 29th Annual International Conference of the Iranian Society of Mechanical Engineers and the 8th Conference on Thermal Power Plants Industry, Tehran, Iran (in Persian).
26. S.H. Sohrabi, 2019, "Investigation of the Effect of Cavity Shape on the Acoustic Response of Low-Reflection Underwater Coatings," Ph.D. Dissertation, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran (in Persian).
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
International Journal of Maritime Technology is licensed under a
Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.