双层微穿孔板双向吸声系数分析与优化

相比单层微穿孔板,双层微穿孔板具有吸声频带更宽,吸声效果更好等优点.本文利用传递矩阵法求解双层穿孔板结构的正反向吸声系数,并用有限元仿真验证理论模型的可行性.分析讨论了结构前后板参数变化对结构整体的双向吸声系数影响,应用遗传算法计算得到了结构板双向吸声系数最优解,为微穿孔板吸声结构的应用及发展提供参考.     

微穿孔板结构特性理论对比分析

传统的声电类比法在单层微穿孔板吸声结构中的计算,得到广泛应用,但由于在双层微穿孔板结构中存在较大误差,于是提出用传递矩阵法对微穿孔板吸声结构进行分析。本文对比分析声电类比法与传递矩阵法在微穿孔板结构模型中的应用,从而有效设计微穿孔板吸声结构参数设计的实验方案。     

斜置微穿孔板结构声学特性计算与试验研究

采用声电类比法计算斜置微穿孔板结构吸声性能存在误差.运用阻抗转移法计算斜置结构的吸声系数,用假想平面将斜置微穿孔板结构离散为若干个等宽定空腔的吸声单元,建立简化模型,采用阻抗转移计算每个吸声单元的吸声系数,综合各单元吸声系数,获得整个结构的吸声系数.设计相应的实验比较计算结果表明,采用阻抗转移法计算结果与实验结果吻合良好,声电类比法计算结果偏离实验结果较大.声电类比法采用集中参数分析,需将空腔声阻抗进行近似,造成误差;阻抗转移法不存在这一误差,计算更合理和准确.     

多层微穿孔板的优化设计

影响微穿孔板吸声系数的结构参数很多,设计计算复杂,尤其是对多层微穿孔板复合结构的计算.针对3层及4层微穿孔板复合结构的吸声系数进行了计算,应用遗传算法对其结构参数进行了优化,在常用噪声频率范围内获得了非常饱满的吸声系数曲线,与双层微穿孔板复合结构相比,在吸声系数和吸声频带上都有了很显著的提高.     

结构参数对微穿孔板结构声学特性的影响研究

微穿孔板结构声学特性与结构参数密切相关,该文讨论了这些结构参数对吸声性能的影响.采用传递矩阵法计算微穿孔板结构的声学特性,在验证理论计算结果可靠的基础上,研究结构参数(如穿孔率、微孔直径、板厚和空腔距离)对微穿孔板结构吸声性能的影响规律.结果表明,穿孔直径、板厚和穿孔率主要影响吸声结构的共振吸声峰值,空腔厚度主要影响共振基频;共振吸声峰值随穿孔率、微孔直径和空腔厚度增加而降低,随板厚增加而增大.增加穿孔率,共振基频向低频移动;而增加微孔直径、板厚和空腔厚度,共振基频向高频移动;吸声频带宽度随穿孔率增大而增加,随微孔直径、板厚和空腔厚度增加而变窄.     

用统计方法分析微穿孔板吸声结构的声学特性

微穿孔板的发展已接近半个世纪。基于穿孔板吸声结构的基础,微穿孔板结构简化了穿孔板后的多孔材料,同时达到了提高本身吸声特性的目的。组成微穿孔扳的主要元素就是微管和空腔。通过分析微管和空腔的声阻抗率,近似计算出微穿孔板的吸声系数与吸声频带宽度,并讨论微穿孔板结构模型的来源。根据微穿孔板结构模型,分别计算不同的参数组合对吸声系数及频带宽度的影响。     

并联微穿孔板吸声结构研究

分析不同共振频率的微穿孔板吸声结构并联的结构模型,并计算了其组合吸声系数。理论计算结果与采用SYSNOISE软件,根据GB/T 18696对并联的微穿孔板吸声系数进行仿真实验得到的结果及已有实验数据进行对比。结果表明,该文中并联微穿孔板吸声结构的声阻抗率及组合吸声系数的计算方法是可行的。     

敷薄吸声层目标壳体高频吸声性能的改进方法

从应用角度对小目标壳体进行了高频近似,利用声传播理论和粘弹性理论推导了敷设薄吸声层多层结构的声场特性.提出用敷设多层粘弹性材料代替敷设单层吸声层,以实现吸声层的阻抗渐变.计算敷设多层薄吸声层结构的高频回声特性,并分析了吸声层阻抗渐变存在的规律及其对吸声性能的影响,给出了改善其吸声性能的方法.分析结果表明:吸声层总厚度相同时,具有合适阻抗配比的阻抗渐变结构能够改善吸声模型性能.最后,通过对敷设某型聚脲和橡胶材料多层结构的仿真,验证了结论的正确性.     

结合机械阻抗的微穿孔板吸声计算及试验研究

机械阻抗板(MIP)由刚性薄板与其周围黏贴的阻尼材料组成,利用其机械共振将声能耗散于黏性阻尼,阻抗板与微穿孔板相结合可提高传统微穿孔板(MPP)的低频吸声性能。计算组合结构吸声系数的关键是阻抗板后封闭空腔的处理,对比分析了将空腔等效成声顺,阻抗转移法,传递矩阵法及将空腔等效成空气弹簧的4种处理方法,并进行了相应的试验验证。研究表明,将空腔等效成声顺和空气弹簧实质上是相同的,但当空腔深度较大时,由于忽略声质量,易产生计算误差。阻抗转移法与传递矩阵法实质上是相同的,与试验结果吻合良好,计算准确。     

穿孔机械阻抗板的吸声特性研究

为提高低频吸声性能,在机械阻抗板(MIP)上穿少量微孔形成穿孔机械阻抗板(MIPMP)吸声结构。对MIPMP结构吸声性能进行初步研究,建立计算模型,用驻波管测量吸声系数。结果表明,MIPMP结构的吸声为机械阻抗和微穿孔的共同作用。吸声曲线出现两个吸声峰:一个在200~300 Hz,由机械阻抗引起,吸声系数可达0.95;一个出现在300~600Hz,由微穿孔引起。计算模型与实验结果所示趋势一致:随穿孔率的增大,机械阻抗单元吸声峰值先增大后减小,向高频移动,微穿孔单元吸声峰值逐渐减小,带宽增大,向高频移动;随背腔的增厚,机械阻抗单元吸声峰值变大,频率基本不变,微穿孔单元吸声峰值略减小,向低频移动。MIPMP与微穿孔板(MPP)构成的复合吸声结构在200~1 600Hz有好的吸声性能。