fa en fa ar fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa ur fa fa fa fa fa fa fa en fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa ar fa fa fa en fa en pt en en en en en azb en fa en en en en ar en en en en en en en en en en en en en en en en en en en en en en en en fa fa fa fa el fa fa fa it id en en id bo en en fa ar fa de id fa de bo fa de en fa de en fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa ar fa fa fa fa fa fa fa de
در این مقاله افت انتقال صوت از یک پوسته استوانهای جدار نازک با طول بی‌نهایت با استفاده از تئوری سه بعدی الاستیسیته مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد. پوسته بوسیله یک موج صوتی صفحهای تحریک میشود درحالیکه در مجاورت یک جریان خارجی قرار دارد. درگام نخست معادلات حرکت استوانه در سه راستا بدست آمده است. با استفاده از تجزیه هلمهوتز، معادله حرکت را به دو معادله موج مجزا تجزیه کرده و با حل جداگانه هرکدام از این معادلات میتوان میدان جابجایی و تنش را بدست آورد. این روش رفتار ارتعاشی پوسته ها را نسبت به دیگر تئوریها از جمله تئوری کلاسیک و مرتبه اول و سوم برشی، به دلیل در نظر گرفتن از اثرات چرخش و برش، دقیق تر توصیف می کند.  به منظور صحت سنجی، نتایج مطالعه حاضر با نتایج تئوری کلاسیک مقایسه شده است. قابل مشاهده است که نتایج این تحقیق و تئوری کلاسیک با یکدیگر همخوانی خوبی دارند. همچنین تئوری کلاسیک به علت چشم پوشی از اثرات چرخش و برش در فرکانسهای بالا از دقت خوبی برخوردار نیست. نتایج نشان میدهد که با افزایش ضخامت پوسته، به دلیل افزایش سفتی خمشی پوسته افت انتقال صوت افزایش یافته است. عدد ماخ به علت ایجاد سفتی منفی باعث کاهش افت انتقال صوت در ناحیه سفتی کنترل میشود و بالعکس بهعلت ایجاد دمپینگ در سازه باعث افزایش افت انتقال صوت در ناحیه جرم کنترل می شود . علاوه براین افزایش عدد ماخ منجر به افزایش فرکانسهای بحرانی و انطباقی میگردد.
Three-dimensional elasticity solution for vibro-acoustic behavior of cylinder in the presence of subsonic flow
1 Ph.D. Student, Mechanical Engineering Department, Iran University of Science & Technology
2 M.Sc.Student, School of Advanced Technologies, Iran University of Science & Technology
In this paper, the Three-dimensional (3-D) theory of elasticity has been used for sound transmission loss (TL) of a thin-walled cylindrical shell with infinite length. This structure is excited by an obliquely plane wave. Governing equations of the thin shell have been derived in radial, axial, and circumferential directions. Then, Helmholtz decomposition is applied to solve the equations. Therefore, the displacement field is considered in terms of Lame potential functions This method describes the vibrational behavior of the shells more accurately than other theories, including the classical theory and the first and third order of shear, due to the consideration of the effects of rotation and shear. A comparison of the present method results with those obtained from classical shell theory (CST) indicates an excellent agreement. However, at the high frequencies the classical encounter insufficient accuracies as a result of increasing the rotational terms as well as shear wave effects. The results show that with increasing shell thickness, due to increased flexural stiffness of the shell, the sound transmission loss has increased. By increasing the Mach number, due to the negative stiffness, reduces the sound transmission loss in the stiffness-controlled region and conversely increases the sound transmission loss in the mass-controlled region due to damping in the structure. Finally, it is shown that the critical and coincidence frequencies increase with the growing up Mach number.
three dimensional theory of elasticity
[1]  P. W. Smith, Sound transmission through thin cylindrical shells, Journal of Acoustical Society of America, Vol. 29, pp. 712-729, 1955.
[2] M. C. Junger, P. W. Smith, The Transmission of sound by spherical shells, Journal of Acustica, Vol. 5, pp.47-48 , 1955.
[3] J. H. Foxwell, R. E. Franklin, The vibrations of a thin-walled stiffened cylinder in an acoustic field, The Aeronautical Quarterly, Vol. 12, No. 3,pp.47-64, 1959.
[4]  C. J. Runkle, F. D. Hart, The Radiation Resistance of  Cylindrical Shells, NASA: CR-1417,1969.
[5] L. R. Koval, Sound transmission into a thin cylindrical shell under flight conditions, Journal of Sound and Vibration, Vol. 48, pp. 265-275, 1976.
[6] S.Chonan, Sound proof Characteristics and the Design of Three-Layered Cylindrical Shells, nippon kikai gakkai ronbunshu, Chen, v54, n500, Apr, p874-881,1988.
[7]  S.Chonan, Acoustic radiation from three-layered cylindrical shell partially exposed in free field, American society of mechanical engineers, design engineering division (publication),  DE, v18-3, p277-281, 1989.
[8]  Blaise A, Lesuer C, Gotteland M, Barbe M. On, sound transmission into an orthotropic infinite shell: comparison with Koval’s results and understanding of phenomena, Journal of Sound and Vibration, 1991; 150:233–43.
[9]  Blaise A, Lesuer C. ‘3-D’ orthotropic multi-layered infinite cylindrical shell, part I: formulation of the problem, Journal of Sound and Vibration, 1994; 171(5):651–64.
[10] Blaise A, Lesuer C. ‘3-D’ orthotropic multi-layered infinite cylindrical shell, part II: validation and numerical exploitation for large structures, Journal of Sound and Vibration, 1994; 171(5):665–80.
[11]  Liu, Bilong, Sound transmission through a double walled cylindrical shell, Proceedings of tenth international congress on sound and vibration, 2003,p4617-4624
[12] Y. Y. Tang, R. J. Silcox, J. H. Robinson, Sound transmission through two concentric cylindrical sandwich shells, in the 14th International Modal Analysis Conference, Japan, 1996
[13] Y. Y. Tang, R. J. Silcox, J. H. Robinson, Sound transmission through a cylindrical sandwich shell with honeycomb core, in the 34th AIAA Aerospace Science Meeting and Exhibit, USA, 1996.
[14] J. H. Lee, J. Kim, Study on sound transmission characteristics of a cylindrical shell using analytical and experimental models, Applied Acoustics, Vol. 64, pp. 612-632, 2003.
[15] K. Daneshjou, A. Nouri, R. Talebitooti, Sound transmission through laminated composite cylindrical shells using analytical model, Archive ofApplied mechanics, Vol. 77, pp. 363-379, 2006.
[16] K. Daneshjou, A. Nouri, R. Talebitooti, Analytical model of sound transmission through laminated composite cylindrical shells considering transverse shear deformation, Applied mathematics andMechanics, Vol. 29, pp. 1165-1177, 2008.
[17] K. Daneshjou, A. Nouri, R. Talebitooti, Analytical model of sound transmission through orthotropic cylindrical shells with subsonic external flow, Aerospace Science and Technology, Vol. 13, pp. 18-26, 2009.
[18]  Daneshjou, K., Shokrieh, M.M., Ghorbani Moghaddam, M. and Talebitooti, R., Analytical model of sound transmission through relatively thick FGM cylindrical shells considering third order shear deformation theory, Composite Structures, 93 (1), 67-78, 2010.
[19] Daneshjou, K., Ramezani, H. and Talebitooti, R., Acoustical Modeling of Laminated Composite Cylindrical Double-Walled Shell Lined with Porous Materials, Latin American Journal of Solids and Structures, 10 (2), 349-390, 2012.
[20] M.H. Shojaeifard, R. Talebitooti, R. Ahmadi, M.R. Gheybi, Vibro-acoustic study on transverse-isotropic thick-walled cylindrical shells considering high shear deformation theory using Hamilton principle, Modares Mechanical Engineering, Vol. 14, No. 4, pp. 147-157, 2014 (In Persian)
[21] R. Talebitooti, A. M. Choudari Khameneh, Sound transmission across double-walled orthotropic cylindrical shells under incidence wave with two various angles based on the three-dimensional elasticity theory, Modares Mechanical Engineering, Vol. 16, No. 9, pp. 1-11, 2016 (In Persian)
[22] Daneshjou K, Talebitooti R, Tarkashvand A. Analysis of sound transmission loss through thick-walled cylindrical shell using three-dimensional elasticity theory. International Journal of Mechanical Sciences. 2016;106:286-96.
[23] Talebitooti R, Daneshjou K, Tarkashvand A. Study of imperfect bonding effects on sound transmission loss through functionally graded laminated sandwich cylindrical shells. International Journal of Mechanical Sciences. 2017;133:469-83.
[24] Zhou J, Bhaskar A, Zhang X. The effect of external mean flow on sound transmission through double-walled cylindrical shells lined with poroelastic material, Journal of Sound and Vibration (2013), 2014;333:1972–90.
دوره 9، شماره 2 - شماره پیاپی 2
اصل مقاله 3.66 MB
ارجاع به این مقاله
تعداد مشاهده مقاله: 260
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 158
ترکاشوند, علی, بوالحسنی, محمد, دانشجو, کامران, & طالبی توتی, روح اله. (1399). حل سه بعدی ارتعاشات آکوستیکی یک پوسته‌ استوانه‌ای در مجاورت یک جریان فروصوت. دانش و فناوری هوافضا, 9(2), 243-254.
علی ترکاشوند; محمد بوالحسنی; کامران دانشجو; روح اله طالبی توتی. "حل سه بعدی ارتعاشات آکوستیکی یک پوسته‌ استوانه‌ای در مجاورت یک جریان فروصوت". دانش و فناوری هوافضا, 9, 2, 1399, 243-254.
ترکاشوند, علی, بوالحسنی, محمد, دانشجو, کامران, طالبی توتی, روح اله. (1399). 'حل سه بعدی ارتعاشات آکوستیکی یک پوسته‌ استوانه‌ای در مجاورت یک جریان فروصوت', دانش و فناوری هوافضا, 9(2), pp. 243-254.
ترکاشوند, علی, بوالحسنی, محمد, دانشجو, کامران, طالبی توتی, روح اله. حل سه بعدی ارتعاشات آکوستیکی یک پوسته‌ استوانه‌ای در مجاورت یک جریان فروصوت. دانش و فناوری هوافضا, 1399; 9(2): 243-254.