椭圆柱空腔吸声覆盖层的声学特性

采用波导有限元方法（WFEM）分析了共振腔型吸声覆盖层内轴向波的传播和损耗特性,以椭圆柱空腔吸声层为例,在保持穿孔系数不变的前提下,分别从轴向波传播和波型转换的角度分析了空腔形状改变吸声覆盖层声学特性的机理。在此基础上,结合波导有限元方法和传递矩阵（TM）建立了变截面空腔吸声覆盖层的分析模型,以圆台空腔吸声层为例,与二维解析方法对比验证了WFEM-TM方法的正确性,并讨论了椭圆台空腔吸声层的声学特性。     

聚氨酯泡沫材料的多层复合及其吸声性能研究

采用二次发泡工艺制备出一种声学性能优良的聚氨酯多层复合泡沫吸声材料，并对其吸声性能进行了研究分析。     

局域共振型空腔覆盖层的低频吸声机理及调控规律研究

声学覆盖层的低频吸声特性对潜艇声隐身性能具有重要影响.综合考虑空腔型覆盖层结构和局域共振型薄膜材料的低频吸声性能,建立局域共振型空腔覆盖层的有限元模型,研究复合结构在10 Hz～2000 Hz频段内的吸声特性,并采用局域共振理论和模态分析揭示复合结构的吸声机理,进一步得到复合结构低频吸声性能的调控规律.研究结果表明:(...     

组合空腔声学覆盖层声学性能分析及其优化设计

为解决声学覆盖层在低频声学性能较差的问题,设计一种包含圆柱和圆台的组合空腔型覆盖层,利用软件COMSOL计算其在10 000 Hz以下的隔声量与吸声系数,研究覆盖层在不同结构尺寸下的声学性能,继而对组合空腔进行局部优化。结果显示：声学性能会随开孔率的增大而改善,且吸声性能曲线波峰往低频移动;当开孔率由圆台半径控制时,隔声量峰值频率往低频移动,当其由单胞半径控制时,则峰值频率往高频移动;当圆柱半径为1 mm、高度为10 mm时,声学性能相比其他尺寸空腔达到最优;对空腔中圆台结构的母线进行形状优化后,声学覆盖层声学性能得到改善。     

空腔涡状阶梯分布的复合结构吸声覆盖层研究

针对空腔谐振型吸声覆盖层低频大波谷、窄带吸声的局限性,以圆柱腔型吸声覆盖层为研究对象,提出一种水下复合结构吸声覆盖层。其结构特点在于：(1)不同尺度的圆柱空腔在空间呈现出涡状线阶梯上升的分布形式;(2)在圆柱空腔阵列外部引入金属环壁结构。基于有限元法对复合结构吸声覆盖层的位移变化和能量耗散特点分析其吸声机理,研究分析多种组合结构的吸声特性。结构形式将金属壁和腔体谐振进行组合,有效提升了低频吸声性能,实现了基体材料限制在50 mm厚、频率范围为660 Hz～15 kHz的宽带吸声,其平均吸声系数在0.94以上,同时在0～2.5 MPa静水压力下可以保持良好的吸声性能。仿真与分析结果表明,采用典型的圆柱空腔结合金属环壁的复合设计对于提升低频波谷具有可行性,为实现水下宽带吸声提供了一种可参考方案。     

水下多层均匀材料垂直入射的声特性分析

采用传递矩阵方法研究了材料特性、几何参数对水下多层均匀复合结构声学性能的影响,给出了吸声系数的理论公式并开展了计算仿真。研究表明:不同橡胶材料对复合结构吸声性能有显著影响;增加复合结构层次有利于改善结构吸声特性,特别是改善低频吸声特性。     

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。     

空气背衬条件下泡沫材料法向吸声系数混合计算方法研究

把空气背衬看作一层材料,通过理论计算获得空气声传递矩阵,与通过实验测量获得的材料声传递矩阵组合,构建实验与计算相结合的混合模型,从而得到空气背衬复合材料总传递矩阵,计算空气背衬条件下泡沫材料的法向吸声系数。以聚乙烯泡沫材料为例,研究不同厚度空气背衬对泡沫材料法向吸声系数的影响,并与阻抗管中对应的实测结果相比较,两种方法所得结果基本吻合。随着空气背衬厚度的增加,泡沫材料的吸声性能有所提高,并且有效吸声范围向低频区移动。混合计算方法可为空气背衬条件下泡沫材料法向吸声系数的测量研究提供便利有效的手段。     

声学黑洞吸声体结构吸声性能的实验研究

通过在圆管内部布置圆环,使得管道的有效导纳沿轴向逐渐增大,从而实现管道的声学黑洞效应,即声波传播时声速逐渐减小至 0,不发生反射的现象,进而使声学黑洞吸声体成为宽带吸声结构。首先对声学黑洞吸声体的吸声性能进行理论分析,随后设计了不同尺寸的声学黑洞吸声体结构,通过实验研究声学黑洞吸声体物理参数对吸声性能的影响。实验结果表明,当圆环数量大于 20 时,声学黑洞吸声体结构能实现宽带吸声。当圆环数量相同时,有效吸声频带随着管道长度的增大向低频移动;当管道长度相同时,吸声性能随着圆环数量的增加而提高。     

薄膜材料吸声性能数值模拟

为了研究薄膜材料的吸声性能,对带空腔的单层薄膜、双层薄膜及未带空腔的双层薄膜的吸声性能进行了数值模拟。在其它参数保持不变时,随着薄膜材料的质量密度和空腔深度的增加,共振频率逐渐向低频方向移动。带空腔的双层薄膜吸声结构的吸声带宽明显高于单层薄膜的吸声带宽;未带空腔的双层薄膜吸声结构在频率低于一定值时,吸声系数可以保持常数不变。