建立一种复杂结构水听器基阵阵列流形计算模型。该模型运用声场计算的边界元方法，通过计算任意散射体表面声场分布，求出基阵阵元位置处声场响应，进而得到基阵阵列流形；基于该阵列流形，运用波束设计方法求出阵元权值，分别利用实测和理论阵列流形得到基阵实测波束以及理论波束。针对安装在半球形硬质铝壳体上的圆弧阵进行的水池实验．实验结果表明实测阵列流形和基于边界元方法的计算结果基本吻合，实测波束和理论波束相差不大．并且性能均优于按无指向性点接收器经相位补偿后相加所得到的波束。

通过建立对流FW-H方程与薄壁边界元法相结合的混合声学模型，研究偶极子噪声在均匀流管道中的传播与散射问题．计算均匀流中的声源及其在管道中的传播，采用对流FW-H方程确定均匀流中的声波传输，采用计算流体力学方法所得流场数据确定气动噪声源，采用薄壁边界元法计算声波在管壁上产生的散射声压，并将数值计算结果与Tyler-Sofrin管道声学理论方法及声学实验所得结果进行对比．结果表明，对流FW-H方程与薄壁边界元法相结合的声学模型可用于偶极子噪声在均匀流管道中传播特性的预测，并可准确预测风扇偶极子噪声在机匣内的传播．

提出一种用边界元方法与声辐射理论求解复杂结构的声辐射模态与声辐射效率的理论方法.先将结构的声辐射功率表示为一个正定的厄米特二次型,运用广义特征值分解求解了复杂结构的声辐射模态,然后利用声辐射模态关于阻抗矩阵与均方速度耦合矩阵的正交性,求解了复杂结构的声辐射效率,最后用具有解析解的脉动球与辐射立方体验证了该方法的有效性.

利用有限元软件ANSYS和边界元程序对结构体的受激振动与辐射声场进行分析 ;先在ANSYS软件中计算结构体在受点力激励时外表面的法向位移 ,然后利用ANSYS二次开发工具 (APDL ,UPFs,ANSYS数据接口 ,UIDL)等提取模型单元网格数据和外表面的法向位移 ,并传递给边界元程序 ,再用边界元计算结构体表面声压及外场声压 ;以板结构的振动与声辐射为例计算分析 ,并与用远场Rayleigh积分计算所得结果进行比较 ,研究了激励力作用位置对板结构声辐射的影响 ,并验证ANSYS二次开发技术和自编边界元程序的准确性和可靠性。

采用有限元方法和边界元方法建立了复杂结构辐射噪声预测模型,可用于计算辐射声功率、场点声压 、固体声和辐射效率等声场特性参数.对内燃机油底壳进行了模态分析和噪声预测,并研究 了约束条件及激励力作用位置对声辐射的影响,为噪声优化设计打下了良好的基础.

在同时考虑样品的形貌及材料光学参量和入射光偏振模式的情况下,利用基于边界元方法编写的二维矢量电磁场计算程序,对工作在照明模式下的扫描近场光学显微镜（Scanning Near-field Optical Microscope,SNOM）的近场矢量电磁场分布进行了数值计算模拟研究.结果表明,在没有表面形貌特征时,探针的光能量透射率随样品材料的折射率和损耗角的增加而增大,而样品表面光斑尺寸受折射率和损耗角的影响很小;对有形貌特征的探针扫描像研究结果表明,SNOM的分辨率随着样品的折射率和损耗角的增加而提高;对SNOM不同的工作模式的扫描成像信号进行的计算结果表明,恒定间距扫描方式比恒定高度扫描方式对样品表面的细节有较强的分辨能力.

为准确计算管道内风扇的非自由声场,结合点源模型和边界元方法探索任意边界条件下风扇噪声的计算方法。本文在验证自由空间和管道内旋转点力源声场仿真计算准确性的基础上,以轴流式管道风扇为对象,分别依据扇声源理论和点源模型计算风扇的气动声场,2种方法所得结果吻合较好,但后者方法适用更为广泛,为风扇气动声场的计算提供了新方法。最后分析风扇管道对气动声场的影响,结果表明管道对风扇声场的影响大小不仅取决于管道长度还和声源频率有关,声源频率一定时,管道越长对风扇声场的影响越明显。

本文对单流道泵的物理模型进行简化,建立了二元单叶片泵内部流动解析的数学模型,采用势流边界元解法,数值模拟了泵内流动,并计算出单叶片泵的水功率,与试验结果进行比较,间接证明了计算方法的可行性.

对于由多个梁单元组成的复杂机械结构系统的静刚度解析,理论力学难以求解其超静定问题,有限元法需要进行结构建模和单元划分,耗时长、精度不高。针对由多杆组成的液压试验台的静刚度求解问题,采用边界元法,考虑到梁单元间的复杂连接关系,提出了一种基于不同合成条件下梁单元间的复合合成方法,构造了由梁单元组成的液压试验台机械系统的边界元静刚度解析模型,根据梁单元的基本参数及受力状态即可解析出系统及各主要构件的受力与变形情况。通过实例解析并与理论力学计算结果比较,该方法可以获得精确的理论解,适用于以梁单元组成的各种机械系统的静刚度计算。

用基于有限元方法的Marc软件和边界元法源程序求解弹性力学问题,推导出弹性力学问题的有限元和边界元公式,并采用二次元编写边界元法源程序。对受内压的中空活塞气缸的变形进行分析,通过比较两种方法分析的结果以及与解析解的相对误差,进而得出一些关于有限元和边界元新的结论。