1、消聲器是降低船用柴油機(jī)排氣噪聲的有效措施之一。鑒于消聲器內(nèi)部聲場(chǎng)的復(fù)雜性，通常要求使用三維數(shù)值方法預(yù)測(cè)其聲學(xué)特性。邊界元法是一種先進(jìn)高效的數(shù)值方法，已被廣泛應(yīng)用于管道和消聲器聲學(xué)特性的預(yù)測(cè)。然而傳統(tǒng)邊界元法在處理大區(qū)域、高頻聲場(chǎng)問(wèn)題時(shí)遇到了計(jì)算量和存儲(chǔ)量過(guò)大問(wèn)題的限制。此外，傳統(tǒng)邊界元法還無(wú)法被用于預(yù)測(cè)具有較高馬赫數(shù)亞音速流中的聲傳播問(wèn)題。為解決這些問(wèn)題，本文開(kāi)展了快速多極子邊界元法和雙倒易邊界元法研究。 針對(duì)靜態(tài)介質(zhì)中內(nèi)部聲學(xué)

2、問(wèn)題的求解，本文發(fā)展了快速多極子邊界元法，闡述了其基本原理與數(shù)值實(shí)現(xiàn)過(guò)程，并首次將其成功地應(yīng)用于消聲器聲學(xué)性能的預(yù)測(cè)，研究和分析了它在預(yù)測(cè)消聲器聲學(xué)性能時(shí)存在的特殊規(guī)律。數(shù)值算例表明，該方法能獲得較高的計(jì)算精度，有效節(jié)約數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量，并在一定頻率范圍內(nèi)節(jié)省大量計(jì)算時(shí)間。 對(duì)于具有較高馬赫數(shù)亞音速流時(shí)內(nèi)部聲學(xué)問(wèn)題的求解，本文發(fā)展了一種雙倒易邊界元法，給出了其數(shù)值實(shí)現(xiàn)過(guò)程，并首次將其成功地應(yīng)用于預(yù)測(cè)有復(fù)雜流時(shí)管道和消聲器的聲學(xué)性能。與

3、傳統(tǒng)邊界元方法相比，該方法考慮了聲學(xué)控制方程中氣流馬赫數(shù)二階小量的影響，因此適用于具有較高馬赫數(shù)亞音速流的情況。數(shù)值算例驗(yàn)證了該方法的正確性。 雙倒易邊界元法運(yùn)算過(guò)程中一般包括3個(gè)矩陣的相乘和一個(gè)矩陣的求逆運(yùn)算，所需的計(jì)算量至少為傳統(tǒng)邊界元法的13倍，這嚴(yán)重限制了其應(yīng)用與發(fā)展。另一方面，對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的消聲器，直接應(yīng)用邊界元法時(shí)往往存在積分的超奇異性問(wèn)題，使數(shù)值運(yùn)算變得繁瑣，數(shù)值結(jié)果也往往具有較大的誤差。本文發(fā)展的子結(jié)構(gòu)雙倒易邊界