Abstract To predict the vibroacoustic performance of complex thin-walled structures, an analysis using a finite element model considering structure–acoustic interaction is often required. The acoustic response of such models can be time-consuming to compute and sensitive to minor design changes. These models can be too computationally intense since fast design optimizations must be performed. Moreover, knowledge of the final design is limited in the conceptual design phase, which implies that detailed modeling and analysis is of less value. It is therefore of interest for engineers to evaluate an efficient conceptual model using a prediction metric that has an acceptable correlation to the acoustic response of the structure. In this paper, we investigate different vibroacoustic prediction metrics for their adequacy to be used in the conceptual design of a thin-walled lightweight structure. As a reference model, we use a finite element model considering structure–acoustic interaction to compute the vibroacoustic performance of an automotive vehicle. We evaluate the adequacy of different prediction metrics for a conceptual model in terms of their correlation to the acoustic response inside the vehicle computed using the detailed reference model. Two measures were determined to have poor performance as prediction metrics: frequencies of the fundamental modes and global stiffness, respectively. However, a significant correlation was demonstrated for a prediction metric based on transfer mobilities.

中文翻译：

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在概念设计过程中预测薄壁轻质结构的振动声学性能

摘要 为了预测复杂薄壁结构的振动声学性能，通常需要使用考虑结构-声学相互作用的有限元模型进行分析。此类模型的声学响应计算起来可能很耗时，并且对微小的设计更改很敏感。由于必须执行快速设计优化，因此这些模型的计算量可能过于密集。此外，最终设计的知识在概念设计阶段是有限的，这意味着详细的建模和分析的价值较小。因此，工程师有兴趣使用与结构声学响应具有可接受相关性的预测指标来评估有效的概念模型。在本文中，我们研究了不同的振动声学预测指标，以了解它们在薄壁轻量结构的概念设计中的充分性。作为参考模型，我们使用考虑结构-声学相互作用的有限元模型来计算汽车的振动声学性能。我们根据使用详细参考模型计算的车辆内部声学响应的相关性来评估概念模型的不同预测指标的充分性。确定两个度量作为预测指标的性能不佳：分别是基本模式的频率和全局刚度。然而，基于转移流动性的预测指标显示了显着的相关性。我们使用考虑结构-声学相互作用的有限元模型来计算汽车的振动声学性能。我们根据使用详细参考模型计算的车辆内部声学响应的相关性来评估概念模型的不同预测指标的充分性。确定两个度量作为预测指标的性能不佳：分别是基本模式的频率和全局刚度。然而，基于转移流动性的预测指标显示了显着的相关性。我们使用考虑结构-声学相互作用的有限元模型来计算汽车的振动声学性能。我们根据使用详细参考模型计算的车辆内部声学响应的相关性来评估概念模型的不同预测指标的充分性。确定两个度量作为预测指标的性能不佳：分别是基本模式的频率和全局刚度。然而，基于转移流动性的预测指标显示了显着的相关性。我们根据使用详细参考模型计算的车辆内部声学响应的相关性来评估概念模型的不同预测指标的充分性。确定两个度量作为预测指标的性能不佳：分别是基本模式的频率和全局刚度。然而，基于转移流动性的预测指标显示了显着的相关性。我们根据使用详细参考模型计算的车辆内部声学响应的相关性来评估概念模型的不同预测指标的充分性。确定两个度量作为预测指标的性能不佳：分别是基本模式的频率和全局刚度。然而，基于转移流动性的预测指标显示了显着的相关性。