封闭式背腔微穿孔板吸声结构

为提高微穿孔板吸声体的吸声性能,提出一种宽频带封闭式背腔微穿孔板吸声结构.使用薄膜封闭背腔中的特定气体,改变背腔声抗,配合参数合理的微穿孔板,能够提升低频吸声性能并有效拓宽吸声频带.基于声电类比法推导该吸声体的吸声系数计算方法,通过有限元仿真以及阻抗管实验对理论计算结果进行验证,最后探究背腔气体、微穿孔板振动和薄膜厚度...     

封闭式背腔微穿孔板吸声结构

为提高微穿孔板吸声体的吸声性能，提出一种宽频带封闭式背腔微穿孔板吸声结构。使用薄膜封闭背腔中的特定气体，改变背腔声抗，配合参数合理的微穿孔板，能够提升低频吸声性能并有效拓宽吸声频带。基于声电类比法推导该吸声体的吸声系数计算方法，通过有限元仿真以及阻抗管实验对理论计算结果进行验证，最后探究背腔气体、微穿孔板振动和薄膜厚度对吸声性能的影响。结果表明，背腔气体对吸声性能有显著影响，当在背腔中填充六氟化硫时，能提升该结构的低频吸声性能，但使吸声带宽变窄；当在背腔中填充氦气时，其法向吸声系数在240 Hz～4 300 Hz频率范围内大于0.5。     

耦合条件下微穿孔板吸声特性研究

使用轻薄材料制成的微穿孔板和背腔板,其自身的振动对其吸声特性的影响不容忽视。基于模态叠加法建立了弹性背腔微穿孔板的理论模型,研究了弹性微穿孔板和弹性背腔板的刚度、面密度、张紧力和阻尼对其吸声特性的影响,对比了不同边界条件下的弹性背腔微穿孔板吸声系数。随后,利用试验数据和有限元分析结果验证弹性背腔微穿孔板吸声理论。结果表明,在弹性背腔板和弹性微穿孔板的模态频率处,微穿孔板的吸声系数得到提高。通过合理配置弹性微穿孔板和弹性背腔板的参数,能够有效拓宽其吸声带宽。     

L型分割背腔的微穿孔板吸声结构的吸声性能研究

为了提高单层微穿孔板吸声结构的低频吸声性能,设计了一种L型分割背腔的微穿孔板吸声结构。基于微穿孔板吸声理论和声电等效电路原理,建立了两腔分割的L型分割背腔的微穿孔板吸声结构的声电等效电路模型。数值和实验结果表明:L型分割背腔的微穿孔板吸声结构能很好的改善单层微穿孔板结构低频吸声性能,并且明显拓宽了单层微穿孔板结构的吸声带宽。将此结构推广到N腔分割,实验结果和数值结果拟合的较好。     

折叠背腔微穿孔结构的宽频吸声特性研究

为拓宽吸声带宽,提高低频吸声效果,提出新型折叠背腔微穿孔板吸声结构。建立单个折叠背腔微穿孔吸声单元的理论模型,通过传递矩阵法求解其吸声系数,通过有限元仿真验证理论计算结果。在此基础上,分析由不同背腔深度单元组成的折叠背腔微穿孔板吸声结构的垂直入射吸声特性。随着组合单元数目的增加,吸声带宽得到进一步拓展。结果表明,整体厚度仅为30.3 mm的10 单元组合折叠背腔微穿孔板吸声结构在450 Hz～1 600 Hz内的吸声系数大于0.6,在1 200 Hz～1 550 Hz范围内的吸声系数大于0.8。     

折叠背腔微穿孔结构的宽频吸声特性研究

为拓宽吸声带宽，提高低频吸声效果，提出新型折叠背腔微穿孔板吸声结构。建立单个折叠背腔微穿孔吸声单元的理论模型，通过传递矩阵法求解其吸声系数，通过有限元仿真验证理论计算结果。在此基础上，分析由不同背腔深度单元组成的折叠背腔微穿孔板吸声结构的垂直入射吸声特性。随着组合单元数目的增加，吸声带宽得到进一步拓展。结果表明，整体厚度仅为30.3 mm的10 单元组合折叠背腔微穿孔板吸声结构在450 Hz～1 600 Hz内的吸声系数大于0.6，在1 200 Hz～1 550 Hz范围内的吸声系数大于0.8。     

蜂窝微穿孔结构的宽频吸声优化设计与分析EI北大核心CSCD

单层微穿孔板结构有着吸声频带较窄、吸声性能不佳等缺点。为提高单层微穿孔板结构的降噪效果,依据微穿孔板结构的背腔高度改变时,结构的共振频率会发生移动的特点,结合声电类比原理和粒子群优化算法,从理论模型、仿真计算以及试验测试三方面设计分析了一种拥有宽频高吸声性能的单层蜂窝微穿孔结构,并且从结构相对声阻抗率的实部和虚部入手,对利用不等腔深提高结构吸声性能的原理进行了分析。研究结果表明:结构在1140~3000 Hz内的吸声系数均在0.9以上,验证了利用粒子群优化算法设计宽频吸声体的可行性。     

板膜耦合微穿孔板消声器的性能试验分析

为了使微穿孔板消声器具有低频宽频带吸声性能，文章提出一种将刚性微穿孔板与柔性微穿孔薄膜复合而成的微穿孔平面，并利用平均速度法预测了其吸声效果。文章分析了薄膜面积占比、薄膜厚度、背腔深度对吸声效果的影响。由分析结果可知：板膜耦合微穿孔板消声器与刚性微穿孔板消声器相比，吸声频带宽度从260 Hz拓宽到了650 Hz，与柔性微穿孔板消声器相比，在一定频率范围内吸声系数从0.55提高到0.75，通过适当改变薄膜厚度、背腔高度以及薄膜面积占比能控制微穿孔板吸收峰和薄膜共振吸收峰的相对位置，消声器可获得较好的吸声效果。研究成果可进一步拓宽微穿孔板消声器在低频降噪领域的应用范围。     

倾斜微穿孔板结构的吸声特性研究

针对实际应用中空间尺寸的限制和吸声性能的要求,提出倾斜微穿孔板吸声结构。首先,用虚拟的隔板将倾斜微穿孔板吸声结构分成有限个等宽的吸声胞元体,每个吸声胞元体的背衬空腔厚度均不相等。基于马大猷微穿孔理论和声阻抗并联原理,采用传递函数法获得不同穿孔方向倾斜微穿孔板吸声结构的吸声性能表达式。理论计算结果与现有实验测试结论相吻合。结果表明,微穿孔方向对结构吸声性能的影响较明显,适当调整微穿孔方向可获得满意的吸声系数。     

微穿孔板在抽油烟机噪声控制中的应用

目的:针对抽油烟机的噪声控制问题,采用进气通道吸声的方式对抽油烟机的噪声进行控制。方法:根据抽油烟机的噪声特性分别设计了单层和双层微穿孔板共振吸声结构并进行了噪声和空气性能测试。结果:变空腔微穿孔共振吸声结构降噪效果显著,采用单、双层微穿孔板共振吸声结构降噪的平均降噪量分别能达到1.7 dBA、2.8 dBA,而空气性能改变量不超过5%。结论:变空腔微穿孔共振吸声结构具有较好的宽频吸声特性,双层微穿孔板共振吸声结构比单层结构吸声频带更宽。     

单壁碳纳米管对微穿孔板吸声体吸声性能的影响

实验研究了单壁碳纳米管对微穿孔板吸声体吸声性能的影响。使用单壁碳纳米管对传统的微穿孔板吸声体进行表面修饰,得到复合微穿孔板吸声体,在阻抗管中测量得到其垂直入射吸声系数,并与复合之前的实验结果进行对比发现,经单壁碳纳米管表面修饰后的复合微穿孔板吸声体的吸声性能在低频范围内有明显的改进,吸声系数最大可提高约39.6%。对基于单壁碳纳米管表面修饰的复合微穿孔板吸声体的吸声机理进行探讨时发现,复合吸声体在微穿孔板吸声体共振吸声的基础上引入了单壁碳纳米管与微穿孔板界面的摩擦振动作用等辅助吸声机制使得其吸声性能变优。该研究结果为微纳复合吸声降噪结构的设计提供了研究思路。     

微穿孔板吸声体参数灵敏度分析

轻质耐高温的微穿孔板吸声体的吸声性能主要受腔深、孔径、板厚、穿孔率四个参数的制约,通过等比例减小和增大这些参数来观察微穿孔板吸声体吸声性能的改变。引入吸声系数变化率的概念,以吸声系数变化率作为衡量标准,判断参数的改变对结构吸声性能的影响。整体而言,影响吸声性能的敏感度从高到低的微穿孔板吸声体参数顺序为：腔深、孔径、穿孔率、板厚。研究结果可为工程人员利用微穿孔板吸声体降噪时设计吸声体尺寸提供一定的指导。     

一种小局域条件下微穿孔板吸声体吸声特性研究

在1 mm厚碳纤维增强树脂板材上制备规则圆形的微穿孔,以此为基础,制得一种夹芯微穿孔吸声体,利用阻抗管测试方法研究了小局域条件对该吸声体吸声特性的影响。试验结果表明,小背腔的加入对该吸声体的微穿孔吸声效果有强烈影响,使其微穿孔的吸声频率向高频移动、吸声系数降低;且在该情况下,未发现组合微穿孔的协同吸声效应;基于声电类比法的微穿孔吸声方程可能不适合直接用于该声学结构吸声特性的预测、设计。利用亥姆霍兹吸声公式等声学理论,形成了一种适用于该小局域条件下夹芯微穿孔吸声体的计算方法,可解决该吸声体结构参数的设计问题,为优化其吸声特性提供依据。     

微穿孔板传递矩阵计算方法的改进及实验

传统的声电类比法对双层微穿孔板吸声结构进行计算时,忽略了空腔声质量的影响,对于空腔距离比较短,频率比较低时是适用的,但是当空腔距离比较大或频率比较高时,则存在误差。用传递矩阵法对微穿孔板吸声结构进行分析：解决了空腔声阻抗的近似计算带来的误差;对于微孔部分传递矩阵中的声阻抗计算仍然采用马大猷教授的理论,不需要引入修正参数δx。通过上述工作,进行了微穿孔板吸声结构的吸声系数的计算和相应的实验验证,理论计算结果与实验数据吻合良好。     

穿入铜纤维薄微穿孔板的吸声性能

提出在薄微穿孔板微孔中穿入铜纤维的结构,有效拓宽薄微穿孔板的吸声频带,提高吸声系数,使微穿孔板吸声性能在中低频得到很大的提高。研究结果表明,样品直径为100 mm, 29 mm,穿孔直径为1 mm,厚度2 mm,穿孔率为3 %的微穿孔板,穿入铜纤维的直径为0.13 mm,穿入铜纤维为3和4根时,在100 Hz ~ 1 600 Hz内,共振吸声系数[α0]达0.99;穿入7至9根时,吸声频带可拓宽1 000 Hz以上;随着穿入纤维数量的增加,吸声频带显著向低频移动,当穿入11根时,移动幅值为464 Hz。     

脉冲爆震发动机微穿孔消声喷管研究

针对脉冲爆震发动机的噪声辐射特性,计算分析微穿孔板孔径、板厚、穿孔率、前后腔厚度等设计参数对单／双层微穿孔板吸声体共振频率、吸声系数的影响。设计并加工一组微穿孔消声喷管。实验研究发现：影双层微穿孔消声喷管对脉冲爆震发动机噪声辐射的降低都有一定的作用,双层结构优于单层结构;消声喷管越长,消声效果越好;发动机工作频率为20Hz时,300mm长双层微穿孔消声喷管可使噪声辐射峰值声压级降低2dB左右,脉冲声压级和声功率级降低4dB左右,声功率从1377．2W下降至542W。     

蜂窝微穿孔吸声体的宽频吸声性能优化设计

针对蜂窝微穿孔吸声体结构,利用粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法优化吸声体结构的吸声性能.以三蜂窝芯的蜂窝微穿孔吸声体结构中微穿孔板的孔径、穿孔率和背腔深度为优化设计变量,以吸声体的吸声系数和吸声频带为优化目标,得到吸声体宽频范围吸声时的优化结构参数.将三参数优化、两参数优...     

微穿孔板-聚合物层状结构材料的制备和吸声性能

以微穿孔板(MPP)、聚氨酯泡沫(PU)、丁腈橡胶(NBR)和空腔(AG)为原料,根据不同的结构顺序分别制备出MPP-AG共振结构、MPP-PUFM层状结构、MPP-AG-NBR-PUFM多层结构材料和NBR-PUFM-MPP-AG多层结构材料,研究了MMP穿孔率、PUFM厚度、泡沫层孔径、泡沫厚度和结构交替顺序对复合材料吸声性能的影响。结果表明：在频率较低的条件下MPP穿孔率越低或在较高频率条件下MPP穿孔率越高,层状结构材料的吸声系数越高;随着PUFM厚度的增大层状结构材料的共振峰值频率向低频方向移动。与MPP-PUFM层状结构材料相比,MPP-AG-NBR-PUFM在500~1600Hz频率范围的平均吸声系数由0.58提高到0.66;NBR-PUFM-MPP-AG多层结构材料具有优异的中低频吸声性能,频率为400 Hz时最大吸声系数达到0.94,频率为2700 Hz时吸声系数达到0.85。     

微穿孔板二次余数扩散体复合结构阻抗管实验研究

传统的共振吸声结构由于吸声频带窄而无法满足要求,为此将具有良好扩散性能的二次余数扩散体(Quadratic Residue Diffuser,QRD)结构与微穿孔板复合以期获得在吸声频带和吸声峰值兼佳的复合结构。阻抗管实验研究表明,将QRD结构与微穿孔板复合之后,微穿孔板的吸声频带有了很大的扩展,并同时拥有了QRD结构双吸声峰的特点。经过复合,QRD结构的吸收峰吸声系数明显改善,从0.27提高到0.6以上,半峰宽拓宽到300 Hz以上;与微穿孔板变化规律一致,微穿孔板/QRD复合结构的中低频吸收峰频率随微穿孔板穿孔率的增大而向高频移动,随板厚的增加而向低频移动。