15637

15637

مدل سازي آكوستيكي واگن مسافري با روش هيبريد اجزاي محدود- آماري انرژي و به روز رساني آن با روش بيزين

دكتري

ماشين هاي ريلي

دي ماه 1394

دي ماه 1394

دكتر داوود يونسيان

راه‌آهن

چكيده در اين رساله تحليل آكوستيكي يك واگن مسافري بر اساس تركيب روش¬هاي تحليل آماري انرژي و اجزاي محدود مورد نظر قرار گرفته است. به دليل تراز بالاي نويز در داخل واگن مسافري پرديس و نياز به ارائه يك مدل قابل اعتماد براي پيش¬بيني پاسخ آكوستيكي اين واگن،انتخاب يك روش مناسب و بهبود مدل آكوستيكي توسعه يافته از اهميت ويژه¬اي برخوردار است. در اين پژوهش بازه فركانسي مياني 200 تا 1000 هرتز براي پيش¬بيني رفتار سيستم، مورد نظر است. روش اجزاي محدود يك روش مناسب براي بررسي رفتار ديناميكي سيستم¬هاي مكانيكي در فركانس¬هاي پايين مي¬باشد. با افزايش فركانس استفاده از روش اجزاي محدودبه دليل دقت و كارايي نامناسب با محدوديت جدي رو¬به¬رو است. روش تحليل آماري انرژي يك روش مناسب براي تحليل ديناميكي سيستم¬ها در فركانس¬هاي بالا استو استفاده از اين روش براي تحليل اجزاي با چگالي مودالكم با مشكل روبه¬رو مي¬شود. در بازه فركانسي مياني مورد نظر براي تحليل واگن مسافري پرديس،به دليل وجود اجزاي مختلف با رفتار و طول موج ارتعاشي متفاوت، از يك روش هيبريد استفاده شده است. بدين منظور، اجزاي داراي چگالي مودال بالا و طول موج ارتعاشي كوچك با استفاده از روش آماري انرژي مدل گرديده¬اند و از روش اجزاي محدود براي مدل¬سازي اجزاي داراي طول موج ارتعاشي بزرگ استفاده شده است. همچنين اندازه¬گيري تراز فشار صوت در نقاط مختلف از فضاي داخل واگن با استفاده از انجام تست¬هاي استاندارد و به منظور اعتبار سنجي مدل هيبريد مورد نظر قرار گرفته است. به دليل پيچيدگي سازه واگن مسافري و عدم قطعيت در پيش¬بيني پارامترهاي مختلف، از يك روش بيزين به منظور استخراج تابع توزيع احتمال پيشين و پسين براي پارامترهاي داراي عدم قطعيت، و انجام به روز رساني مدل استفاده شده است. نتايج به دست آمده از تحليل مدل هيبريد اجزاي محدود- آماري انرژي و نتايج استخراج شده از تست تراز فشار صوت در داخل واگن مسافري، به عنوان ورودي¬هاي بسته به روز رساني بيزين در نظر گرفته شده¬اند. تعداد 15 پارامتر شامل ضرايب جذب صوت محفظه¬هاي آكوستيكي، ضرايب اتلاف كوپلينگ بين محفظه¬هاي آكوستيكي مجاور و ضرايب اتلاف كوپلينگ بين پنل¬هاي داخلي و محفظه¬هاي آكوستيكي، براي انجام به روز رساني مدل انتخاب شده¬اند. به دليل تعداد زياد پارامترهاي داراي عدم قطعيت، از الگوريتم زنجيره ماركوف- مونته¬كارلو و معيار پذيرش متروپليس- هاستينگز به منظور نمونه¬برداري تصادفي از فضاي پارامترها، استفاده شده است. نتايج به دست آمده در اين رساله نشان¬دهنده اهميّت اثر عدم قطعيت پارامترهاي ضريب جذب صوت و ضريب اتلاف كوپلينگ بين زيرسيستم¬هاي آكوستيكي مجاور، بر روي پاسخ آكوستيكي مدل¬هاي آماري است.بازدهي محاسباتي مناسب، جلوگيري از استخراج پارامترهاي بدون معناي فيزيكي ومقاومت مناسب بسته به روز رساني پيشنهادي نسبت به نويز مدل¬سازي، نويز آزمايشگاهي و نوع تابع توزيع احتمال پيشين در نظر گرفته شده براي پارامترها، از جمله فوايد راه¬كار پيشنهادي مي¬باشد.از روش پيشنهاد شده در اين رساله مي¬توان به عنوان راه¬كاري براي بهبود قابل توجه دقت مدل¬هاي آماري انرژي استفاده نمود. واژه‌هاي كليدي:تحليل آكوستيكي،تحليل آماري انرژي، به روز رساني مدل، روش بيزين، الگوريتم متروپليس- هاستينگز