空腔声质量对双层微穿孔板计算影响的研究

微穿孔板吸声结构的声阻抗由微孔的声阻抗和空腔的声阻抗两部分组成,而空腔的声阻抗涉及双曲余切函数的计算.对该函数采用近似计算只适用于空腔距离比较短,频率比较低的情况.通过对双曲余切函数进行泰勒展开,研究空腔的声质量和声顺,获得双层微穿孔板吸声结构的等效电路图.其中第一空腔的声质量与微孔的声质量是串联的.由此进行双层微穿孔板的计算,提高计算精度,并通过实验进行验证.     

多层吸声材料吸声系数的理论计算

目前由穿孔板和空腔以及多孔吸声材料组成的多层吸声材料的吸声系数还没有理论方法求解,本文提出了一种多层吸声材料吸声系数的理论解法。首先,对于由穿孔板和空腔或穿孔板和吸声材料组成的多层吸声材料,用等效声电类比图求出声阻抗,从而求得吸声系数;然后,对由穿孔板和空腔以及吸声材料组成的多层吸声材料,利用递推方法求得声阻抗,从而求得吸声系数。最后,对由不同层材料组成的多层吸声材料的吸声系数进行了理论计算,并与实验结果进行了对比,结果表明：用该方法理论计算多层吸声材料的吸声系数是可行的。     

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.     

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。     

微穿孔板-聚氨酯微孔薄膜复合结构吸声特性

当微穿孔板背后空腔的长度受到结构限制,对于低频噪声很难吸收,在微穿孔板后增加一层聚氨酯微孔可渗透薄膜形成复合结构可增加低频吸声特性。设计一种改进的聚氨酯微孔可渗透薄膜流阻测量实验装置,充分考虑材料本身质量的影响,建立微穿孔板-可渗透薄膜复合结构声阻抗电声等效电路,该方法可普遍用于预测此类复合结构吸声特性。理论计算不同可渗透膜材料的面密度、流阻等参数对复合结构垂直入射吸声系数的影响。结果表明：在微穿孔板背后增加一层聚氨酯微孔可渗透薄膜,可以在中低频段获得较好的吸声效果。     

遗传算法在双层微穿孔结构优化设计中的应用

影响双层微穿孔结构的参数很多，其声阻抗及吸声系数的计算复杂。以双层微穿孔板的吸声学为优化目标，穿孔率、孔径及空腔深度为优化参数，研究基于遗传算法对双层微穿孔结构进行优化设计。通过计算程序，验证了该算法的可行性和有效性。写以前的算法比较表明，经优化过的双层微穿孔板的吸声效果有明显的提高。     

微穿孔结构吸声性能精确理论计算

1引言 微穿孔吸声结构的吸声机理及其吸声特性已有详细的研究,由于计算量过大,以前的一些文献计算微管声阻抗率都是根据近似表达式进行的,本文通过编制程序从微管声阻抗率精确表达式计算微管的声阻抗率及单层穿孔板的垂直和无规入射吸声系数并与根据近似表达式计算的结果进行了比较,最后讨论了微穿孔结构的宽频吸声特性.     

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。     

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。     

用传递矩阵法分析微穿孔板的声学特性

微穿孔板吸声结构以其众多的优点,在噪声控制领域得到越来越广泛的应用。因微穿孔板结构中涉及大量的参数,在穿孔板层数较多时,用声电类比法或试验的方法研究微穿孔板结构的吸声性能将变得非常复杂。传递矩阵法尤其适于多层结构的分析,且易于用计算机编程实现。文章推导了用传递矩阵法计算微穿孔板结构声学性能的计算公式,并与用声电类比法计算的结果、试验测定数据进行了对比,结果显示,传递矩阵法是可以作为微穿孔板结构设计的一种简单而有效的参考方法。     

吸声侧壁对微穿孔共振结构声学性能的影响

在微穿孔共振结构的空腔侧壁铺设吸声层将增大空腔的声顺,引进空腔的声阻,从而明显改进结构的吸声特性。与对应的刚性壁面空腔结构相比较,吸声壁面结构的吸声系数共振峰频率降低,频响曲线平坦,峰-谷起伏减小。其特性与填满吸声材料的空腔结构基本相同。相应的理论公式得到实例的有力支持。与三维理论相比较,一维理论比较简洁,仅需引入材料的垂直入射吸声系数。其预测的共振结构吸声系数幅值能够满足工程设计的要求,但是没能充分反映吸声材料对共振峰频率的影响,预测的共振峰频率偏高。     

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。     

进气系统微穿孔管消声器设计与优化

针对某车型进气系统在高转速时的宽频带进气噪声问题,提出了一种多腔微穿孔管消声器结构。根据传递矩阵法,建立了有流条件下多腔微穿孔管消声器传递损失计算模型;针对研究车型进气口噪声的频谱特性,采用多种群遗传算法对多腔微穿孔管消声器的结构参数进行优化设计,通过阻抗管台架和实车测试验证了消声器消声效果。结果表明,优化的多腔微穿孔管消声器能够有效拓宽降噪频带,消声器传递损失预测结果与实验测试结果一致,验证了所提出的传递损失计算模型的准确性及优化算法的有效性;在实车进气系统中采用该微穿孔管消声器后,进气噪声在600~1800 Hz中高宽频段以及200~400 Hz低频段均有明显降低,证实了所提出的多腔微穿孔管消声器的实际宽频消声特性。     

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。     

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。     

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。     

基于预实验分析的箱梁模型模态测试

以箱梁模型为实验对象,使用一种基于预实验分析的方法对箱梁模型进行模态识别。首先,在有限元模型模态分析结果的基础上,利用预实验分析确定合理的布点方案及最优激励点;再由预实验分析结果,采用激振器法对自由支撑的箱梁模型进行模态识别;最后,将实验模态与有限元模态进行相关性分析,以验证实验模态数据的可信性。实验结果表明,识别的四阶模态频率值与有限元分析结果在10%以内,前三阶在5%以内;与有限元模态相关性分析表明,实验测得的模态数据与有限元结果相似度高,尤其是对应前两阶模态振型相关性高达90%以上。     

排风管对油烟机辐射噪声的影响

对安装排风管后油烟机辐射噪声的A声级及频谱特征进行实验测量和分析,并用阻抗转移和等效阻抗模型对管道及蜗壳系统的声阻抗进行理论研究。理论和实验结果表明,安装排风管后,风机转速明显提高,使油烟机辐射噪声的A声级增大;同时因为声源辐射声阻抗的改变而产生低频的声共振,影响声品质,共振频率取决于管长和油烟机腔体体积。排风管对油烟机噪声的影响研究对用户状态下油烟机的辐射噪声评价和降噪具有实际意义。     

基于声学仿真的声学法砝码体积测量装置输入参数的确定

针对声学法砝码体积测量装置的声学腔体内扬声器驱动信号的选择影响测量准确性的问题,提出了一种驱动信号参数确定方法。利用声学有限元法对声学腔体进行建模仿真,获得使体积误差最小的扬声器的最佳驱动信号幅值和频率点,同时在不同的幅值和频率点应用声学法砝码体积测量装置进行实际体积测量验证,结果表明:使体积测量误差最小的驱动信号参数与仿真结果一致。声学腔体的最佳测量频率为46Hz,该驱动频率下体积测量值与液体静力法测得值的偏差小于0.001cm³;在一定的测量范围内,驱动信号的幅值对声学法砝码体积测量准确性无影响。