流固耦合复模态分析

车辆在行驶过程中会由于路面激励导致其结构振动，而结构振动将带动车

内空气的振动引发噪声。车内噪声问题是典型的声振耦合问题，可以使用

复模态分析来处理这类问题。求解该问题的过程主要分为三步：

结构实模态计算、声腔实模态计算以及声振耦合复模态计算，求解以后可以分别得到单独结构实模态、单独声腔实模态以及声振耦合复模态的计算结果。

在有限元的复模态问题中，动力学方程一般可以表示为

式中， K 为刚度矩阵； M 为质量矩阵； C 为黏性阻尼矩阵；j g K 为全局

结构阻尼矩阵， g 为全局结构阻尼系数；

复模态特征值记为 s i = α i +j β i ，它的虚数部分表示固有频率，实数部分描述阻尼；复特征向量为模态振型。在输出的.out文件中，阻尼damping系数定义为

复模态分析中，特征值 s i 并不是成对出现的。若特征值的实数部分为负

数，则为正阻尼，是稳定的模态；若特征值的实数部分为正数，则为负阻

尼，是不稳定模态。通过复模态分析得到的特征值可初步判断结构的运动

稳定性。

STEP1：分析设置

STEP2：分析求解

结构实模态结果

声腔实模态结果

声振耦合复模态结果

Mode	Struct	Fluid	EIGC	GAP
50	74.0003	74.2262	73.8591	-0.3671
77	104.3456	104.0261	103.7804	-0.2457
98	125.9672	125.3495	122.6650	-2.6845

从以上结果中可以看出，考虑流固耦合后，结构模态有所降低。流固耦合，如容器中盛有液体，在振动过程中要考虑液体的影响，可采用此方法，还可以采用干湿模态方法。  

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