通风隔声窗高频声学性能的传递矩阵法分析

根据声波导管理论,探讨计算高频条件下均匀直管和矩形弯头四端网络参量的方法,以及应用传递矩阵方法分析通风隔声窗高频声学性能的基本思路;实例计算某种通风隔声窗高频隔声量的频响特性,数值计算的结果与实验测量值吻合很好。     

通风隔声窗的设计

提出一种新型通风隔声窗的设计方案,用于代替原有建筑外窗,不仅保留了窗户的通风、采光性能,而且有效降低交通噪声对临街建筑室内的影响.所设计的产品经测试,双层中空玻璃通风隔声窗A计权隔声量为32.0dB,单层中空玻璃通风隔声窗的A计权隔声量为24.4dB.目前市场上尚未发现同类型产品,具有较好的应用推广前景.     

有源通风隔声窗降噪效果影响因素的实验研究

通过实验研究影响通风有源隔声窗降噪效果的各种因素。隔声窗为错列双层玻璃结构,内外层玻璃上交错开口以便隔声窗内外侧自然通风;玻璃间的风道内铺设吸声棉和微穿孔板吸声结构来吸收额外噪声。实验分析错列隔声窗中,四通道有源控制系统在不同次级源布放位置、不同次级通路建模长度下的降噪性能,结果表明：要使隔声窗表面都有较好降噪效果,次级声源安装位置应使次级声场作用区域尽可能覆盖隔声窗内部空间,降低隔声窗内的噪声能量;或者指向隔声窗内侧玻璃表面,直接控制透过玻璃辐射的噪声。次级通路建模时,如无法精确得到最优值时,可适当取较长的建模长度,以避免其小于最优长度导致控制效果急剧下降。     

消声器传递损失预测的边界元数值配点混合方法

将边界元法与数值配点法结合形成混合方法用于计算任意截面形状消声器的传递损失。消声器划分为若干子结构,用边界元法计算具有非规则形状的子结构阻抗矩阵,用二维有限元法提取等截面子结构特征值及特征向量,用配点法获得阻抗矩阵;将每个子结构阻抗矩阵连接用于传递损失计算。为减少计算时间提出简化方法计算消声器传递损失。结果表明,混合法在保证计算精度前提下可节省计算时间。     

求解非线性链式结构瞬态响应的传递矩阵方法

基于传统的传递矩阵方法与数值积分和ＮｅｗｔｏｎＲａｐｈｓｏｎ迭代法,提出了可迭代增量传递矩阵,用于求解具有大运动、非线性特征的链式多体系统瞬态响应;它包括增量传递矩阵和ＮＲ迭代传递矩阵;由增量传递矩阵得到时程积分每一瞬时状态量;由ＮＲ迭代传递矩阵得到该瞬时提高精度的解。该文以一链式多体系统为例说明该方法的建模、计算过程。最后,以一个平面四杆机械臂为算例将本文方法与逐步积分法所得结果作了比较,验证了该方法的可行性。     

应用传递矩阵测量中间薄层材料声特性

将薄层材料看作三层复合材料的中间层,通过实测得到材料的总传递矩阵和前后两层材料的传递矩阵,中间层材料的传递矩阵可由前材料传递矩阵的逆矩阵、组合材料整体传递矩阵和后材料传递矩阵的逆矩阵相乘得到,由传递矩阵可计算得到中间层材料的声学特性。以基毡和海绵材料为例,通过实验研究并验证中间层材料声特性计算方法的准确性。该方法为薄层材料法向吸收系数和隔声量的测量提供了新的手段。     

基于遗传算法的分支管路系统动力学优化设计

首先给出了传递矩阵法计算管路动力学问题的一般步骤和任意管路分支元件吸收传递矩阵法点传递矩阵的建立过程,实现了分支管路系统动力学问题的求解并通过与实验结果的对比证明其正确性;之后基于选定的分支管路设计基础模型,利用均匀设计原则选取计算样本并应用传递矩阵法对样本模型进行计算,最后利用二阶多项式响应面函数逼近回归模型并应用遗传算法寻优,对分支管路进行优化设计,通过吸收传递矩阵法、均匀设计原则和数学建模优化的方法,更好地节省计算成本和资源,对分支管路设计过程有一定的指导意义。     

分叉结构系统传递矩阵计算方法

提出了使用传递矩阵法计算分叉结构动特性的方法，在结构动特性分析中，传递矩阵法只能计算直轴结构的动特性，本文对传递矩阵法进行改进，使其可对较为复杂的结构形式进行动力学计算。该方法的特点是以简单的方法和较小的计算代价计算出满意的结果。本文给出了仿真结果分析。     

传递矩阵法的排气消声器声学性能分析

以某型号的汽车排气消声器为对象,研究其声学性能。由传递矩阵法划分消声器的基本消声单元,并分析消声单元的传递矩阵,得到消声器总的传递矩阵,从而建立该消声器的声学模型。应用Matlab软件编程计算得到消声器的传递损失频率特性。应用有限元仿真软件Fluent和Sysnoise对消声器进行仿真计算,得到准确的传递损失频率特性。通过比较两种方法得到的结果,验证基于传递矩阵法建立的声学模型的准确性,为消声器的优化和改进提供依据。     

非线性动力方程的精细时空有限元方法

根据Hamilton变作用定律构造了时空有限元矩阵;并根据传递矩阵原理,利用时间的一维性将时空有限元矩阵变换为时间方向的传递矩阵,将初值问题转化为一般矩阵相乘问题以方便求解。为了保证计算的稳定性,参考了精细积分的思想提出精细时空有限元方法,并给出线性问题在时间级数荷载作用下的计算式。数值分析结果证明该方法在线性问题分析上非常准确并可以推广到非线性动力方程的求解;只需将非线性解看作初始解和增量解的叠加,通过精细时空有限元线性求解方法计算增量解,逐步修正后即可得到非线性解。结果表明该方法是一个有效的求解非线性动力方程的方法。     

采用主被动控制技术的自然通风隔声窗研究

现有自然通风隔声窗无法有效解决中低频噪声问题,将有源控制技术应用于自然通风隔声窗上,结合聚氨酯吸声棉、微穿孔板,验证了主被动控制系统分别在100 Hz~400 Hz,400 Hz以上范围内可以有效降噪,且整窗隔声性能等同于普通窗全关状态,并在出风口降噪量可以达到32.6 dB(A)。     

分布式通风隔声罩的设计和效果研究

针对动力设备同时满足降噪和散热的需求,提出一种周期分布式结构的通风隔声罩。隔声罩的罩壁内嵌通风消声单元,声波衰减的同时,气流可顺利通过罩壁进行耗散。介绍了分布式通风隔声罩的设计,并对其隔声性能进行了理论计算。通过分布式通风隔声罩对三种不同设备的插入损失分别进行了实际测量和分析。研究结果表明,在通过频率以上,隔声罩插入损失的计算值和实测值吻合较好,分布式通风隔声罩在其通过频率以上具有良好的隔声效果。该分布式通风隔声罩的有效降噪频率可根据不同声源的频率特性进行专一设计,适用于各种需要通风散热的设备的隔声。     

典型建筑外窗窗型隔声性能验证

为验证现存典型建筑外窗窗型的隔声性能,对天津市7条典型交通线路沿线的交通噪声进行现场监测和分析,得到交通噪声声压级及噪声频谱特性,在此基础上选取天津市现有的7种典型的建筑外窗窗型,对其隔声性能进行现场测试。对比分析所测试不同外窗窗型的实际隔声效果。研究结果显示,在天津7条典型道路或铁路噪声影响下,只有推拉塑钢单层玻璃双层窗、平开断桥铝中空玻璃窗2两种窗型能够完全满足居住建筑室内声环境的要求。研究结果可应用于道路和铁路交通沿线新建或既有建筑的交通噪声环境评价,改变以往评价中仅依据外窗厂家提供的隔声量数值的评价方式,提高评价的准确性。     

复合结构隔声理论分析与实验特性研究

基于无限大分层介质波传递理论,采用传递矩阵方法和声能量分布理论,开展了水下复合阻尼结构隔声特性的研究。仿真结果表明橡胶材料属性对结果隔声有很大的影响。软和小泊松比的橡胶可以明显提高结构的隔声特性。多层橡胶复合结构在隔声方面比单层复合结构具有更大的优势,在多层橡胶中打孔可有效提高结构的隔声性能。空腔越多,隔声特性越好。蜂窝三明治复合结构的隔声特性要好于含圆柱空腔复合结构的隔声性能和多层均匀复合结构。结合现有的试验条件,在消声水池开展了蜂窝三明治复合结构自由场大样测试,实验结果表明,测量值与理论预测有很好的一致性。     

水下含气泡橡胶材料的隔声性能的仿真

针对水下含气泡橡胶材料的隔声性能进行了研究。利用以往文献中Kelvin-Voigt粘弹性模型,得到材料动态等效体积模量、等效剪切模量及等效纵波声速随频率变化的关系,通过传递矩阵法数值计算、分析了不同孔隙率、孔径的情况下．材料的隔声性能、等效声速的变化。仿真结果表明,气泡的孔径、孔隙率的变化对复合材料的隔声性能都有显著的影响。该结果对水下隔声材料的设计有一定的参考意义。     

不同结构型式与参数单层窗隔声性能试验分析

通过试验研究玻璃形式与规格、窗框型材、开启方式与密封形式对单层隔声窗隔声性能的影响,结果表明:玻璃形式对平开窗的计权隔声量影响较小,但低频共振现象存在显著差异;单层窗在低频段隔声效果基本相近,对200Hz~2 000 Hz频段,真空玻璃、夹胶中空玻璃形式窗隔声性能相对最好;塑钢窗的隔声性能稍好于断桥铝型材窗,且二者皆显著优于普通铝合金窗;增大窗框型材厚度可有效提升整体隔声性能;平开窗隔声性能显著优于推拉窗,两者差异主要体现在中高频段吻合效应的严重程度;而采用包覆式密封条对提升推拉窗隔声量有一定效果。以上结论可为降噪工程设计提供参考依据。     

基于统计能量法的单双层玻璃窗隔声量分析

根据统计能量法（SEA）的基本原理,给出相关参数、运动方程以及功率平衡方程的表达式。进而在等厚度的单、双层玻璃窗隔声模型中,采用SEA对其隔声性能进行分析。结果表明：在125 Hz～4 000 Hz频率范围内,单、双层玻璃窗模型的预报隔声量与实测数据的误差分别在3 dB和7 dB以内（临界频率除外）,边框有吸声处理的双层玻璃窗较单层玻璃窗的平均隔声量高13 dB左右;在500 Hz～4 000 Hz范围内,空气层的厚度每增加50 mm,双层玻璃的隔声量相应提高1 dB。     

不同构造参数双层窗隔声性能试验研究

通过试验研究玻璃构造形式与规格、开启方式与密封形式、双层窗间距及窗框型材对双层窗隔声性能的影响,分析得出:玻璃构造形式与规格对双层窗的计权隔声量影响较小,其空气声隔声量频率特性曲线相近,低频共振频率主要出现在160~250 Hz范围;外平开/内推拉形式双层窗的隔声性能与双平开形式双层窗相当,均显著优于双推拉形式双层窗,且推拉窗采用包覆式密封条替换普通毛条,对提升外平开/内推拉形式双层窗的隔声量有一定效果;在相同条件下,当两层窗之间的间距大于90 mm时,双层窗构件的计权隔声量相近,隔声性能优于间距为80 mm的双层窗。     

飞机噪声影响区域敏感建筑物隔声窗设计理念

以北京市首都国际机场飞机噪声为例,对飞机噪声影响区域内敏感建筑物隔声窗的设计进行研究。以1小时等效A声级LAeq作为飞机噪声影响区域内隔声窗设计时飞机噪声的评价量,并依据人对不同类型、不同时间段内噪声烦恼度的不同对LAeq值进行修正。根据修正后的LAeq值设计的隔声窗隔声量基本达到飞机噪声的防护要求。