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。     

面向工程的微穿孔板吸声结构设计方法

对传统的微穿孔板吸声结构设计方法进行分析,发现其存在近似公式精度不高及相关参数难以确定的问题,这些问题直接导致设计无法进行或得到不符合要求的设计参数。使用泰勒公式将设计过程中的复杂公式近似展开,并对得到的近似公式进行了修正,使其精度得到了提高;对相关公式进行推导,发现微穿孔板吸声结构的半吸收频带宽度与腔深成正比关系,据此,设计时可根据工程中的空间限制条件,首先确定腔深,再计算其他参数,提出了面向工程的微穿孔板吸声结构设计方法。针对某风机噪声,使用面向工程的设计方法设计了微穿孔板结构参数,得到了满足设计要求的吸声系数曲线。工程应用表明,面向工程的微穿孔板吸声结构设计方法更方便,且更准确     

错位微缝板吸声性能研究

目前,微穿孔板和微缝板吸声理论成熟、应用广泛。一般,薄板确保了其具备良好的吸声性能,却限制了其工程应用范围。错位微缝板融合了微穿孔板和微缝板,由双层板错位交叠而成,每层板由一系列微缝组成,上下两层微缝交错处形成微孔。交错后的微缝只在交汇的微孔处是通透的,交错形成的微孔仅是一个微孔截面,几何厚度为零。对错位微缝板进行黏热声学仿真,得到结构的相对声阻抗和吸声系数与实验数据一致性较好。仿真分析表明,结构的微孔截面处声压梯度和空气粒子振动速度最大,其黏热声能耗散主要集中在微孔截面的边界处,错位微缝板的厚度对吸声性能的影响远小于微穿孔板和微缝板,可以在厚板上实现较好的吸声性能。     

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...     

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。     

基于声振耦合的曲面微穿孔板吸声特性研究及试验分析EI北大核心CSCD

采用了声电类比法分析曲面微穿孔板(curved micro-perforated panel,CMPP)的吸声特性,并根据瑞丽积分法求解了曲面板的自由振动特性,借助声振耦合原理获取了在考虑板的振动时微穿孔板的吸声特性,并给出了结构参数如穿孔率、孔径、板厚、曲率半径、背腔深度、板的长宽比等对曲面微穿孔板吸声系数的影响。根据理论模型,该研究设计了阻抗管装置并测量了曲面微穿孔板的吸声系数,其中对不同穿孔率下的吸声系数进行了测量。结果显示:随着穿孔率和孔径的增大,由微孔引起的吸收峰值降低,吸声带宽变小;随着板厚的增加,由于板的共振引起的吸声峰向高频移动,由于微孔引起的吸声峰向低频移动,证明了理论模型的准确性。     

变截面背腔结构的微穿孔板吸声器的设计与研究

如何实现微穿孔板吸声结构的宽频吸声是近年来的研究热点之一。针对微穿孔板吸声结构的宽频吸声问题,本文设计了一种不规则背腔结构,并将其应用到单层和双层微穿孔板的吸声器上,对其吸声性能进行了研究。利用声电类比模型获得吸声器各部分的阻抗关系,然后通过理论计算得到吸声结构的阻抗和吸声系数。理论、仿真和实验结果表明：在不增加结构厚度的情况下,通过内层变截面隔板对背腔进行不等体积分割,可拓宽微穿孔板吸声带宽,且结构相对简单。该研究为微穿孔板吸声器的宽带低频吸声及其应用提供了新的设计思路。     

计及板材料性能影响的微穿孔板吸声特性仿真计算

针对经典微穿孔板理论模型假设板为刚性、忽略其自身材料性能对吸声特性影响、而计及该影响时模型精确度降低之问题,在计及板材料性能影响的微穿孔板等价多孔材料模型理论基础上,采用VA ONE软件的foam模块建立微穿孔板等价模型模拟其在扩散场中的吸声特性,并与经典理论模型仿真计算结果及混响室实验测试结果进行对比,该等价模型较经典模型更接近实际使用值,且该模型对复杂多层微穿孔板同样有效,均具较高的工程意义及应用价值。     

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。     

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。     

微穿孔板—二次余数扩散体复合结构的吸声特性仿真分析#br#

我国铁路建设规模逐渐扩大,列车运行速度不断加快,在运行过程中由于轨道不平顺、列车交汇等产生一系列噪声,而微穿孔板—二次余数扩散体复合结构可以用于解决轨道交通系统的噪声问题。首先通过Comsol 有限元仿真对微穿孔板与7 阶二次余数扩散体的复合结构进行吸声特性探究,结合已有的实验结果验证仿真方法的准确性。后续研究二次余数扩散体子背腔排列顺序对复合结构吸声特性的影响,发现只有保持二次余数扩散体腔体的对称性,才能使复合结构的吸声效果较好;探究二次余数扩散体子背腔折叠对复合结构吸声特性的影响,发现二次余数扩散体子背腔折叠对第一个吸声峰毫无影响,只对高阶谐振峰产生影响,背腔折叠的长度越大,第二个吸声峰发生频率越往高频移动;最后分析微穿孔板孔隙率、孔径及板厚对复合结构吸声特性的影响,结果表明微穿孔板的孔隙率及板厚主要影响吸声频率,随着孔隙率（板厚）变大,吸声结构的共振频率稍向高（低）频方向移动,而孔径主要对吸声性能起作用,孔径越小吸声峰越高。有关结论可为低频吸声结构设计提供参考。     

混合型空腔结构覆盖层吸声性能研究及其优化设计

基于有限元法研究了以空气为背衬的混合型空腔结构覆盖层的吸声特性。建立了具有混合型空腔结构的覆盖层有限元模型,对其进行吸声特性数值仿真分析。结果表明,该空腔结构的吸声特性明显优于相同穿孔率的单腔结构。通过优化设计,进一步提升了混合型空腔结构覆盖层在全频段的吸声性能,并得到了若干覆盖层结构参数影响其吸声性能的规律。     

计及温度条件下的微穿孔板结构优化设计

微穿孔板吸声体是由穿孔直径在1 mm以下的薄板和板后空腔组成的共振吸声结构,其结构通常可利用经典的微穿孔板理论来设计。但在温度变化条件下,经典的微穿孔板理论已经不足以设计出满足要求的微穿孔板结构。文中在设计微穿孔板吸声结构时,不仅考虑了结构参数孔径d、板厚t、孔间距b及空腔深度D对微穿孔板吸声特性的影响,又计入了温度T这一参数。拟采用改进的粒子群优化算法,分别对一定温度下的单层和双层微穿孔板吸声体的结构参数进行优化设计,搜索得到最优的参数组合,使其在给定的频带范围内平均吸声系数最高。优化结果表明:利用改进的粒子群算法设计出的微穿孔板吸声结构在给定频率范围内吸声系数较大,且符合给定温度的要求。     

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。     

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。     

微穿孔板在随机-区间混合不确定性理论下的结构优化EI北大核心CSCD

将不确定性理论应用于微穿孔板结构设计,分析不确定参数(微穿孔板板厚、声速、空气运动黏度)对微穿孔板吸声特性的影响。以板厚为随机变量,以声速和空气运动黏度为区间变量,建立微穿孔板随机-区间混合不确定性模型,利用蒙特卡洛法分析吸声系数和品质因素的不确定度,并通过实验验证模型的正确性。选取吸声系数高于某一值时对应的频带宽度最大为优化目标,以品质因素大于某一值为约束条件,对微穿孔板结构参数进行优化。优化后的微穿孔板吸声系数和品质因素得到有效改善,吸声性能的稳健性得到提升,验证了随机-区间混合不确定性模型在微穿孔板吸声性能优化上的可行性与有效性,为不确定性理论在声学工程中的应用提供参考。     

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。     

渐变截面背腔微穿孔管消声器声传递特性分析

为提高微穿孔管消声器的性能,研究了背腔结构对消声器性能的影响。基于一维声传播理论和微穿孔结构吸声理论,推导了渐变截面背腔微穿孔管消声器的声传播理论模型,利用传递矩阵法求出声学传递损失,并将理论计算结果与有限元仿真分析结果进行了比较,在等容积条件下分析了结构参数对传递损失的影响。结果表明:微穿孔管消声器的传递损失曲线在背腔的轴向模态频率处有极小值;对于锥形体结构背腔,增加锥度能够拓宽吸声频带,提高背腔轴向共振频率处的极小值;对于弧形体结构背腔,减小弧形半径能够提高消声器的低频处的吸声效果。