双层穿孔板共振器的非线性声学特性研究

1引言穿孔板共振器由前面的穿孔面板和后面的空腔构成。在普通吸声材料不能胜任的高温高压等恶劣条件下,比如对飞机引擎、火箭发动机中的吸声处理,穿孔板共振器具有不可替代的作用。飞机引擎都将产生非常高的声压级,在高声压级下穿孔板共振器将产生非线性效应,即其声阻抗随声压级的变化而变化。     

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。     

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。     

顶部带吸声柱体的微穿孔声屏障的应用研究

本文应用微穿孔理论,提出了以微穿孔板共振吸声结构为基础的带顶部吸声柱体的新型吸声隔声屏障,对其声学性能进行了细致的研究,并将这种新型声屏障应用于城市高架道路工程中,现场测量表明,其降噪效果在７ｄＢ（Ａ）以上。     

声致振动对3层微穿孔板吸声体吸声性能影响

为了研究声致振动对3层微穿孔板吸声体的吸声性能的影响,基于微穿孔板吸声理论与声电等效电路原理,对考虑声致振动时,3层微穿孔板吸声体的吸声性能进行了计算。研究发现,考虑声致振动时,3层微穿孔板吸声体的低频吸声性能有所降低,高频吸声性能变化不大。且随着微穿孔板的质量密度的增加,考虑声致振动时的3层微穿孔板吸声体的吸声性能曲线逐渐接近未考虑声致振动的情况。当其它参数保持不变时,随着穿孔板穿孔直径和间距的增加两共振峰逐渐向低频方向移动;随着穿孔率的增加,两共振峰逐渐向高频方向移动。因此,声致振动对3层微穿孔板吸声体的吸声性能有一定的影响,其影响程度与微穿孔板的质量密度和结构参数相关。     

双层微穿孔板吸声结构设计中的共振和反共振频率计算

双层微穿孔板吸声结构设计中的共振和反共振频率计算张宗茂，顾熙棠（宁波大学机械工程系）一、引言对微穿孔板吸声结构的吸声机理已有较系统的研究’‘Ｉ“””。单层做穿孔板吸声结构的共振频率可用穿孔板共振吸声结构的共振频率计算公式求得，但双层微穿孔板吸声结构的...     

共振吸声结构在汽车降噪中的应用

通过理论推导分别得出薄板共振吸声结构与穿孔板共振吸声结构的共振频率，结合实验来确定胶合板共振吸声结构的吸声性能，为其在汽车上的合理应用提供一定的科学依据。     

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。     

微穿孔板吸声体非线性声学特性初探

文章以马大猷教授提出的微穿孔板非线性声阻公式为依据,提出了非线性声阻作用的临界条件,并由此进行应用于高声强下微穿孔板吸声体的计算机辅助设计。通过实验对宽频带微穿孔板的非线性特性进行初步分析和实验验证。     

复合微穿孔板吸声结构声学性能预测

本文旨在将微穿孔板吸音结构与多孔材料复合，得到中低频吸音性能较好的复合层声学结构。以微穿孔板多边形穿孔截面、穿孔率、空腔厚度和多孔材料类型为变量，设计复合层声学结构，给出复合层声学结构吸声系数的理论计算方法和声学有限元仿真预测模型。利用3D打印技术制备精度较高的微穿孔板实验样本，利用阻抗管法对复合层声学结构的吸声系数进行实验室测量。对比预测结果和实验数据，发现两者具备很好的一致性。研究表明：复合层声学结构具有很好的中低频吸声系数，通过调整微穿孔板穿孔截面形状和穿孔率可以对中低频段（50-1600Hz）噪音进行有效控制。     

金属纤维多孔材料在高声强下的吸声性能预测

以烧结金属纤维多孔材料为对象,研究了材料的非线性静流阻特性,以及在高声强下的吸声特性.提出了通过线化的奥森方程,推导Forchheimer关系中非线性系数的方法,得到半经验的非线性流阻模型,并给出了相关的实验对比;结合非线性流阻模型和Unmova-Attenborough的声学模型,进而预测金属纤维材料在高声强下的非线性吸声性能,并与实验做了比较,结果比较一致.同时,也对纤维多孔材料非线性吸声机理做了一些简要阐述.所提的预测方法对纤维吸声材料的设计和优化有一定指导意义,尤其是在高声强环境中.     

微穿孔板通过鉴定

微穿孔板通过鉴定根据著名声学专家马大献教授微孔理论而设计制造的微穿孔板（孔径小于１ｍｍ），已成功地应用于噪声控制和建筑声学等领域。上海红旗机筛厂（上海申华声学装备有限公司）是国内首家生产微穿孔板的单位。用微穿孔板制成的消声器、吸声结构等特别适用于高温...     

穿孔板背面紧贴吸声薄层时的声学特性

文章对穿孔板背面紧贴吸声薄层时的声学特性进行了理论分析与计算。并与实验结果作出比较。理论与实验者表明，当穿孔板背后紧贴吸声薄层后，由于穿孔末端增加的附加声阻，将会显著提高穿孔板的吸声效果。同时拓宽吸声频率带宽度。     

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。     

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。     

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。     

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。     

微穿孔板水下吸声性能的测试研究

1引言 微穿孔板吸声结构被广泛地应用在各种空气噪声控制工程中,马大猷院士对空气声中微穿孔板吸声理论进行了详细推导[1][2],得出精度很高的简化公式,并给出了相应的工程应用设计理论[3];但对于微穿孔板在水声中的应用技术一直是吸声领域的空白.虽然水和空气声阻抗比接近3600倍,但同为流体,仍然有许多共性,论文比较分析空气声中微穿孔板设计理论,初步设计水下微穿孔板吸声结构,并利用脉冲管进行实测研究.     

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。     

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。