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...     

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。     

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。     

组合微穿孔板吸声结构

一般穿孔板吸声结构,因穿孔比较大(几毫米甚至几厘米),穿孔板本身所供绐的声阻有限,只能靠板后另加玻璃棉、矿渣棉等多孔性材料以增加声阻与大气声阻匹配,加大吸收,而穿孔板的穿孔面积在总面积的20％以上,只能起护面板的作用,保护多孔性吸声材料。理论证明,穿孔的声阻与其直径平方成反比,如果把孔径减小到丝米级,就可以不必另加吸收材料,穿孔板就具有足够的声阻。而穿孔板的     

微穿孔板吸声体中的板振动

板振动对微穿孔板吸声体的声学特性存在一定的影响。文章对此影响关系从理论方面进行初步分析,并通过不同材料、不同孔径、不同穿孔率样品在低频、中频驻波管中的大量实验,分析板振动对微穿孔板吸声体吸声性能影响关系的规律性,从而得到对微穿也板的实际应用具有指导性的结论。     

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。     

基于混响法的微穿孔板后空腔吸声特性研究

表征吸声材料的主要物理参量一般有:吸声系数a、流阻Rf、孔隙率q、结构因子s。在噪声控制工程中,最常用的是吸声系数a,而a的大小与Rf、q、s是密切相关的。本文采用混响法测量微穿孔板后空腔吸声系数,研究微穿孔板后空腔对吸声效果的影响。实验表明,通过对比后空腔D=0mm和D=100mm吸声数据验证得出微孔板加上一定的后空腔可以做成宽频带良好的吸声结构。     

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。     

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     

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。     

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。     

复合微穿孔板吸声结构吸声特性分析及优化

针对传统微穿孔板吸声结构(Micro-Perforated Panel Absorber,MPPA)吸声带宽较窄的问题,基于微穿孔板串并联耦合机制,提出了三种不同结构形式的复合MPPA结构.首先,依据声电类比法推导出了复合MPPA法向入射吸声系数的解析计算模型;然后,通过初步设计结构尺寸参数,探究了该类吸声结构的宽带吸...     

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。     

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。