双层微穿孔板双向吸声系数分析与优化

相比单层微穿孔板,双层微穿孔板具有吸声频带更宽,吸声效果更好等优点.本文利用传递矩阵法求解双层穿孔板结构的正反向吸声系数,并用有限元仿真验证理论模型的可行性.分析讨论了结构前后板参数变化对结构整体的双向吸声系数影响,应用遗传算法计算得到了结构板双向吸声系数最优解,为微穿孔板吸声结构的应用及发展提供参考.     

并联微穿孔板吸声结构研究

分析不同共振频率的微穿孔板吸声结构并联的结构模型,并计算了其组合吸声系数。理论计算结果与采用SYSNOISE软件,根据GB/T 18696对并联的微穿孔板吸声系数进行仿真实验得到的结果及已有实验数据进行对比。结果表明,该文中并联微穿孔板吸声结构的声阻抗率及组合吸声系数的计算方法是可行的。     

结构参数对微穿孔板结构声学特性的影响研究

微穿孔板结构声学特性与结构参数密切相关,该文讨论了这些结构参数对吸声性能的影响.采用传递矩阵法计算微穿孔板结构的声学特性,在验证理论计算结果可靠的基础上,研究结构参数(如穿孔率、微孔直径、板厚和空腔距离)对微穿孔板结构吸声性能的影响规律.结果表明,穿孔直径、板厚和穿孔率主要影响吸声结构的共振吸声峰值,空腔厚度主要影响共振基频;共振吸声峰值随穿孔率、微孔直径和空腔厚度增加而降低,随板厚增加而增大.增加穿孔率,共振基频向低频移动;而增加微孔直径、板厚和空腔厚度,共振基频向高频移动;吸声频带宽度随穿孔率增大而增加,随微孔直径、板厚和空腔厚度增加而变窄.     

多孔径微穿孔板的主动吸声仿真研究

提出一种基于多孔径微穿孔板的主动吸声方法,在微穿孔板的空腔内横向放置可上下移动的隔板。从理论上说明了移动隔板改变声阻抗的可行性,利用数值分析法进一步比较了两种隔板移动方法对3种典型参数多孔径微穿孔板吸声性能的影响。对于15mm背腔的多孔径微穿孔板,在800~1 900Hz频段内平均吸声系数的分析结果达到0.85,表明该主动吸声方法的有效性,同时也为拓宽微穿孔板吸声体的频带提供了新思路。     

穿孔机械阻抗板的吸声特性研究

为提高低频吸声性能,在机械阻抗板(MIP)上穿少量微孔形成穿孔机械阻抗板(MIPMP)吸声结构。对MIPMP结构吸声性能进行初步研究,建立计算模型,用驻波管测量吸声系数。结果表明,MIPMP结构的吸声为机械阻抗和微穿孔的共同作用。吸声曲线出现两个吸声峰:一个在200~300 Hz,由机械阻抗引起,吸声系数可达0.95;一个出现在300~600Hz,由微穿孔引起。计算模型与实验结果所示趋势一致:随穿孔率的增大,机械阻抗单元吸声峰值先增大后减小,向高频移动,微穿孔单元吸声峰值逐渐减小,带宽增大,向高频移动;随背腔的增厚,机械阻抗单元吸声峰值变大,频率基本不变,微穿孔单元吸声峰值略减小,向低频移动。MIPMP与微穿孔板(MPP)构成的复合吸声结构在200~1 600Hz有好的吸声性能。     

柔性微穿孔板吸声体声学性能测试与分析

实验探究了高频段(1 500~6 500Hz)柔性微穿孔板吸声体的吸声特性,由于聚氯乙烯(PVC)薄膜具有柔韧性好,黏性不高,易通孔,成本低等特点,因此,该文以PVC为基材,利用阻抗管测试穿孔率分别为2.181%、3.407%、5.436%、7.666%的柔性微穿孔板吸声体的声学性能,并与马氏理论的计算值进行对比。实验结果表明,由于板的振动效应使柔性微穿孔板吸声体的共振峰向低频偏移,且在低频范围内吸声性能提高,高频范围内吸声性能无明显减弱。因此,拓宽了整体的吸声频带宽度,在1 500Hz时,吸声系数可提高约33.9%。     

用统计方法分析微穿孔板吸声结构的声学特性

微穿孔板的发展已接近半个世纪。基于穿孔板吸声结构的基础,微穿孔板结构简化了穿孔板后的多孔材料,同时达到了提高本身吸声特性的目的。组成微穿孔扳的主要元素就是微管和空腔。通过分析微管和空腔的声阻抗率,近似计算出微穿孔板的吸声系数与吸声频带宽度,并讨论微穿孔板结构模型的来源。根据微穿孔板结构模型,分别计算不同的参数组合对吸声系数及频带宽度的影响。     

微穿孔板结构特性理论对比分析

传统的声电类比法在单层微穿孔板吸声结构中的计算,得到广泛应用,但由于在双层微穿孔板结构中存在较大误差,于是提出用传递矩阵法对微穿孔板吸声结构进行分析。本文对比分析声电类比法与传递矩阵法在微穿孔板结构模型中的应用,从而有效设计微穿孔板吸声结构参数设计的实验方案。     

并联式弯折背腔结构微穿孔板吸声体设计

针对传统微穿孔板无法实现对不同频率噪声的有效吸收问题,设计一种并联式弯折背腔结构的微穿孔板吸声体。首先,对微穿孔板理论对模型的准确性进行验证;其次,根据微穿孔板理论设计背腔结构得到不同的等效腔深,实现对不同频率噪声的有效吸收;最后,使用遗传算法对并联式弯折背腔结构微穿孔板吸声体进行优化。结果表明,并联式弯折背腔结构微穿孔板吸声体实现了对不同频率噪声的有效吸收,特别是在低频噪声吸声方面。     

斜置微穿孔板结构声学特性计算与试验研究

采用声电类比法计算斜置微穿孔板结构吸声性能存在误差.运用阻抗转移法计算斜置结构的吸声系数,用假想平面将斜置微穿孔板结构离散为若干个等宽定空腔的吸声单元,建立简化模型,采用阻抗转移计算每个吸声单元的吸声系数,综合各单元吸声系数,获得整个结构的吸声系数.设计相应的实验比较计算结果表明,采用阻抗转移法计算结果与实验结果吻合良好,声电类比法计算结果偏离实验结果较大.声电类比法采用集中参数分析,需将空腔声阻抗进行近似,造成误差;阻抗转移法不存在这一误差,计算更合理和准确.     

微孔分布范围对穿孔板吸声性能的影响

根据渗入工艺加工微穿孔板吸声结构产生的微孔不规则分布的特点,研究了微孔不同分布范围的穿孔板的吸声特性。研究发现,随着微孔分布范围的逐渐缩小,穿孔板的共振频率逐渐向低频方向移动。随着穿孔分布范围的变化,微穿孔板的表面法向声阻变化不大,表面法向声抗相对较大。利用穿孔板理论对微孔不同分布范围的穿孔板的吸声特性进行模拟,发现穿孔板理论仅适用于微孔分布范围较大的穿孔板。通过分析穿孔板阻抗的作用,使其在微孔分布范围较小的情况下,也能模拟穿孔板的吸声性能。     

结合机械阻抗的微穿孔板吸声计算及试验研究

机械阻抗板(MIP)由刚性薄板与其周围黏贴的阻尼材料组成,利用其机械共振将声能耗散于黏性阻尼,阻抗板与微穿孔板相结合可提高传统微穿孔板(MPP)的低频吸声性能。计算组合结构吸声系数的关键是阻抗板后封闭空腔的处理,对比分析了将空腔等效成声顺,阻抗转移法,传递矩阵法及将空腔等效成空气弹簧的4种处理方法,并进行了相应的试验验证。研究表明,将空腔等效成声顺和空气弹簧实质上是相同的,但当空腔深度较大时,由于忽略声质量,易产生计算误差。阻抗转移法与传递矩阵法实质上是相同的,与试验结果吻合良好,计算准确。     

加工误差分布规律对微穿孔板吸声性能的影响

为了研究加工误差对微穿孔板吸声性能的影响,该文以微穿孔板理论和电声等效电路原理为基础,建立了考虑加工误差时,微穿孔板吸声的理论模型,数值分析了微孔尺寸成正态分布和平均分布两种形式时,微穿孔板吸声性能的变化情况。研究发现,当存在加工误差时,微穿孔板的吸声峰和吸声带宽都略有减小。     

减少音箱振动影响的技术途径初探

对音箱的无益振动和现有的处理技术作了分析,并对"单元悬浮技术"和在音箱里采用"穿孔板吸声结构"的新技术途径进行初步探讨。"单元悬浮技术"可以达到目前最好的振动隔离,而"穿孔板吸声结构"在音箱里的应用,不但解决了音箱内的低频声波未能得到有效吸收的问题,而且还有降低箱体的驻波、提高隔声量等附加作用。     

一种变截面微穿孔板实验的等效模拟

针对一种变截面微穿孔板进行了实验,并用传统微穿孔板理论对其实验结果进行了模拟。实验发现:对变截面微穿孔板的实验结果进行模拟近似后,其结果可以按照传统的微穿孔板理论进行设计,二者具有同样的吸声效果。模拟结果中的孔径都比较小,稍大于变截面微穿孔板的小孔孔径,比大孔孔径要小很多。模拟的板厚不一样时,孔间距会发生相应的变化。这些结果都有一个共性:这些模拟数据的传统微穿孔板是很难应用于实际工程中的,孔径、板厚和孔间距无疑限制了它的应用范围。所以此种设计的变截面微穿孔板可以实现无法在实际工程中应用的传统微穿孔板的吸声效果。     

嵌入消声功能的低噪声罗茨鼓风机壳体设计

为摘罗茨鼓风机"噪声王"之帽,提出了壳体与消声器一体化的理念。采取主动吸声降噪措施,从源头降低产生噪声的概率,改变现有罗茨机在产生噪声后,不得不另加消声器控制的滞后被动方法。解决了现有消声器只能降低管道内气流噪声,不能降低壳体振动对壳外空间辐射噪声的问题。采用弧形内壁一体化设计,促使噪声成为无规入射,改变现有直筒消声器掠入射方式,避免高频失效问题;巧用多层微穿孔板各层错开吸声频率,空腔深度渐变等技术,拓展消声频带,使消声量得到大幅提升。它比现有同流量、同压力罗茨机的噪声低20~35 d B(A);体积约缩小为同等参数罗茨机系统的40%,节约了成本,节省了放置空间。     

平板扬声器声性能优化方法

平板扬声器的声重放质量与传统高保真扬声器系统相比仍有较大差距,要从根本上解决这个问题就必须加强理论研究。基于对平板扬声器电-力参数测量、箱体内衬微穿孔吸声材料、驱动器以及附加质量位置优化的理论研究和实验测试,提出了若干种提高平板扬声器声性能的方法。     

Polarization-independent frequency-selective rasorber with a broadened absorption band

A polarization-independent frequency selective rasorber (FSR) with a transmission band at high frequency and a broadened absorption band at low frequency is designed and analyzed in this paper. The FSR consists of a resistive sheet and a bandpass frequency selective surface (FSS). A strip-type micro resonator (MR) is developed and applied in the resistive element. The MR is equivalent to a parallel LC circuit and resonates at the transmission band. The induced surface current distributions on the resistive element at different frequencies can be controlled as expected using the MRs, so that a high in-band transmission at high frequency and an absorption band at low frequency can be obtained, which are almost independent to each other. The absorption bandwidth can be broadened by cascading more MRs with several resistor-loaded metallic strips. Besides, due to the tiny dimensions of the MRs, polarization-independent absorptive/transmissive performances can be achieved by printing two orthogonal arrays of resistive elements on different surfaces of a dielectric substrate. The performance of the FSR is verified by both numerical simulation and experimental measurement.