單層變腔深微穿孔板吸聲體的一種理論近似算法

在微穿孔板吸聲體的準(zhǔn)確理論基礎(chǔ)上，編制了微穿孔板吸聲體聲學(xué)特性的數(shù)值分析程序。通過計(jì)算實(shí)例的分析，重點(diǎn)探討了微穿孔板吸聲體的多頻吸聲特性

表征吸聲材料的主要物理參量一般有:吸聲系數(shù)a、流阻rf、孔隙率q、結(jié)構(gòu)因子s。在噪聲控制工程中,最常用的是吸聲系數(shù)a,而a的大小與rf、q、s是密切相關(guān)的。本文采用混響法測(cè)量微穿孔板后空腔吸聲系數(shù),研究微穿孔板后空腔對(duì)吸聲效果的影響。實(shí)驗(yàn)表明,通過對(duì)比后空腔d=0mm和d=100mm吸聲數(shù)據(jù)驗(yàn)證得出微孔板加上一定的后空腔可以做成寬頻帶良好的吸聲結(jié)構(gòu)。

采用aml語言開發(fā)了一套微穿孔板吸聲體的聲學(xué)軟件。該軟件初始參數(shù)選擇靈活,分析結(jié)果直觀明了,為用戶提供操作簡(jiǎn)單的界面,從而進(jìn)一步提高微穿孔板設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性,并對(duì)工程應(yīng)用有一定的幫助。

簡(jiǎn)述了馬大猷教授的微穿孔板基本理論、微穿孔板吸聲體在擴(kuò)散聲場(chǎng)以及在高聲強(qiáng)環(huán)境下的理論要點(diǎn)。比較詳細(xì)地討論了30年來與馬大猷教授所提理論相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果及應(yīng)用發(fā)展情況?；隈R大猷教授的基本理論,提出了一種新的相關(guān)衍生結(jié)構(gòu)——管束微穿孔板。對(duì)微穿孔板吸聲體的發(fā)展趨勢(shì)做了展望。表明:微穿孔板吸聲體將成為新世紀(jì)的綠色理想吸聲材料。

一、引言石油煉廠催化裂化車間加催化劑,是借一高壓水蒸汽高速流經(jīng)一細(xì)管時(shí)的壓力差將料送入反應(yīng)爐內(nèi),用過的水蒸汽經(jīng)由一個(gè)較粗的管子排到外界去,過程中產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲。當(dāng)加料時(shí),附近室內(nèi)聽不見講話的聲音,近旁汽車道聽不見汽車?guó)Q笛聲,是煉油廠第二大噪聲源。原裝有玻璃棉式阻性消聲器,

一種微穿孔板消聲器 作者：商旭升，陳玉春，王偉，徐東毅 作者單位：商旭升,陳玉春,王偉(西北工業(yè)大學(xué)動(dòng)力與能源學(xué)院,西安,710072)，徐東毅(民航西南地區(qū) 管理局試航維修處) 刊名： 應(yīng)用聲學(xué) 英文刊名：appliedacoustics 年，卷(期)：2004,23(4) 被引用次數(shù)：3次 參考文獻(xiàn)(5條) 1.馬大猷噪聲控制學(xué)1987 2.馬大猷查看詳情1997(05) 3.唐狄毅.李文蘭.喬渭陽飛機(jī)噪聲基礎(chǔ)1995 4.方丹群.王文奇.孫家麟噪聲控制1986 5.hughesij.dowlingap查看詳情1990 本文讀者也讀過(10條) 1.佟小朋.劉克.白國(guó)鋒.tongxiao-peng.liuke.baiguo-feng微穿孔板水下吸聲性能的測(cè)試研究[期刊論文]-

本文根據(jù)馬大猷教授提出的“微穿孔板吸聲體精確理論”,在對(duì)微穿孔板消聲器結(jié)構(gòu)參數(shù)與吸聲特性之間的相互影響進(jìn)行了分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了微穿孔板消聲器并將其應(yīng)用在新舟60飛機(jī)apu(輔助動(dòng)力裝置)降噪的實(shí)際工程中,并通過編寫的噪音數(shù)據(jù)采集分析程序,對(duì)降噪效果進(jìn)行了測(cè)試和分析,驗(yàn)證出微穿孔板消聲器對(duì)消除飛機(jī)的apu的排氣噪聲具有良好的消聲效果,平均降噪7.16db。

介紹了我國(guó)在新型吸聲體微穿孔板和微縫板的特點(diǎn)、首創(chuàng)、理論分析、加工制作、多方面的應(yīng)用情況，以及其在國(guó)外的影響。也討論了這些吸聲體的部分發(fā)展方向。

板振動(dòng)對(duì)微穿孔板吸聲體的聲學(xué)特性存在一定的影響。文章對(duì)此影響關(guān)系從理論方面進(jìn)行初步分析,并通過不同材料、不同孔徑、不同穿孔率樣品在低頻、中頻駐波管中的大量實(shí)驗(yàn),分析板振動(dòng)對(duì)微穿孔板吸聲體吸聲性能影響關(guān)系的規(guī)律性,從而得到對(duì)微穿孔板的實(shí)際應(yīng)用具有指導(dǎo)性的結(jié)論。

文章以馬大猷教授提出的微穿孔板非線性聲阻公式為依據(jù),提出了非線性聲阻作用的臨界條件,并由此進(jìn)行應(yīng)用于高聲強(qiáng)下微穿孔板吸聲體的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。通過實(shí)驗(yàn)對(duì)寬頻帶微穿孔板的非線性特性進(jìn)行初步分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

在微穿孔板吸聲體理論的基礎(chǔ)上,基于電力聲類比等效電路法建立了雙層串聯(lián)微穿孔板吸聲體理論分析模型,分析了雙層串聯(lián)微穿孔板吸聲體的共振頻率ωs與參數(shù)k1、r1的關(guān)系。將共振頻率ωs與前腔深度d1做為兩項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo),結(jié)合單層微穿孔板吸聲體的設(shè)計(jì)方法,提出了一種雙層串聯(lián)微穿孔板吸聲體的設(shè)計(jì)思路,簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)工作。

提出用微穿孔板進(jìn)行主動(dòng)吸聲的方法。用微穿孔板作為主動(dòng)吸聲的材料,檢測(cè)出入射聲波的頻率,得到微穿孔板的共振頻率,從而得到微穿孔板背后空腔的深度,移動(dòng)微穿孔板背后的剛性壁以滿足空腔深度的要求,使得吸聲系數(shù)達(dá)到最大,從而達(dá)到主動(dòng)吸聲的目的。最后,進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn),計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果能很較好的吻合,說明了該主動(dòng)吸聲方法的可行性。

在介紹馬大猷開創(chuàng)的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)理論的前提下,綜述了微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的理論發(fā)展、吸聲系數(shù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法以及微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程領(lǐng)域的一些應(yīng)用。最后提出微穿孔板研究發(fā)展的方向。

提出在薄微穿孔板微孔中穿入銅纖維的結(jié)構(gòu),有效拓寬薄微穿孔板的吸聲頻帶,提高吸聲系數(shù),使微穿孔板吸聲性能在中低頻得到很大的提高。研究結(jié)果表明,樣品直徑為100mm,29mm,穿孔直徑為1mm,厚度2mm,穿孔率為3%的微穿孔板,穿入銅纖維的直徑為0.13mm,穿入銅纖維為3和4根時(shí),在100hz~1600hz內(nèi),共振吸聲系數(shù)α0達(dá)0.99;穿入7至9根時(shí),吸聲頻帶可拓寬1000hz以上;隨著穿入纖維數(shù)量的增加,吸聲頻帶顯著向低頻移動(dòng),當(dāng)穿入11根時(shí),移動(dòng)幅值為464hz。

微穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)在噪聲控制上有著優(yōu)異的表現(xiàn),受到廣大科研人員的關(guān)注。筆者介紹了近年來與微穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)相關(guān)的理論研究,包括微穿孔吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲特性以及吸聲帶寬的理論極限;探討了微穿孔板和超微孔板的制造技術(shù)及這些技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn);分析了組合微穿孔結(jié)構(gòu)的相關(guān)理論計(jì)算及試驗(yàn)仿真。在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上,指出了微穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)在理論研究和實(shí)際應(yīng)用中存在的問題,并對(duì)該研究領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)做了展望。

用自行研制的ｅｐｒ改性ｐｐ基阻燃泡沫材料制成微穿孔板，研究其吸聲特性及規(guī)律，并與ｅｐｒ改性ｐｐ基阻燃非泡沫材料微穿孔板進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，泡沫材料微穿孔板吸聲體在中、低頻率區(qū)域的最大吸聲因數(shù)可達(dá)０９８以上；在１２５～２０００ｈｚ范圍內(nèi)平均吸聲因數(shù)可達(dá)０５２以上。

變腔深雙層微穿孔板消聲器的研究_彭玉才

分析不同共振頻率的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)并聯(lián)的結(jié)構(gòu)模型,并計(jì)算了其組合吸聲系數(shù)。理論計(jì)算結(jié)果與采用sysnoise軟件,根據(jù)gb/t18696對(duì)并聯(lián)的微穿孔板吸聲系數(shù)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果及已有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,該文中并聯(lián)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的聲阻抗率及組合吸聲系數(shù)的計(jì)算方法是可行的。

以厚度為10mm的環(huán)氧樹脂基厚微穿孔板為研究對(duì)象,分別選擇空氣、水、聚乙烯醇、羊毛纖維作為孔中介質(zhì),研究各種介質(zhì)對(duì)微穿孔板吸聲性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過在孔中加入纖維材料可以在一定程度上彌補(bǔ)因材料厚度增加而導(dǎo)致的吸聲性能的減弱。當(dāng)平均每孔中穿入53根羊毛纖維,后空腔深度為20mm時(shí),厚微穿孔板共振吸收頻率為956hz,峰值吸聲系數(shù)可達(dá)0.94。有效吸聲頻帶范圍為612hz-1600hz以上。

傳統(tǒng)的聲電類比法在單層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)中的計(jì)算,得到廣泛應(yīng)用,但由于在雙層微穿孔板結(jié)構(gòu)中存在較大誤差,于是提出用傳遞矩陣法對(duì)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。本文對(duì)比分析聲電類比法與傳遞矩陣法在微穿孔板結(jié)構(gòu)模型中的應(yīng)用,從而有效設(shè)計(jì)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案。

選擇厚度為2mm的薄微穿孔板,研究羊毛纖維穿入率、穿入量和穿孔率對(duì)微孔板吸聲性能的影響。在100~1600hz范圍內(nèi),隨著羊毛纖維穿入率和穿入量的增加,共振吸聲頻率均向低頻移動(dòng),吸聲頻帶都得到拓寬。當(dāng)羊毛纖維穿入率從0%增加到100%時(shí),共振吸收峰向低頻移動(dòng)了340hz,頻帶拓寬346hz以上。當(dāng)穿入量從0根增至160根時(shí),共振吸聲頻率向低頻移動(dòng)340hz;當(dāng)穿入量約為106根時(shí),頻帶拓寬360hz以上,共振吸聲系數(shù)為0.92。而當(dāng)穿孔率為1%時(shí),穿入羊毛纖維使最大吸聲系數(shù)降低,吸聲頻帶變窄;但隨著穿孔率的增加,穿入羊毛纖維可以顯著拓寬微穿孔板的吸聲頻帶,共振吸聲系數(shù)也隨之增大。當(dāng)穿孔率為6%時(shí),穿入羊毛纖維前后,最大吸聲系數(shù)從0.68增至0.97,共振吸聲頻率從1158hz降至986hz,頻帶拓寬了674hz以上。穿孔率越大,羊毛纖維改善微穿孔板吸聲性能的優(yōu)勢(shì)越顯著。

微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)以其眾多的優(yōu)點(diǎn),在噪聲控制領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。因微穿孔板結(jié)構(gòu)中涉及大量的參數(shù),在穿孔板層數(shù)較多時(shí),用聲電類比法或試驗(yàn)的方法研究微穿孔板結(jié)構(gòu)的吸聲性能將變得非常復(fù)雜。傳遞矩陣法尤其適于多層結(jié)構(gòu)的分析,且易于用計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)。文章推導(dǎo)了用傳遞矩陣法計(jì)算微穿孔板結(jié)構(gòu)聲學(xué)性能的計(jì)算公式,并與用聲電類比法計(jì)算的結(jié)果、試驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果顯示,傳遞矩陣法是可以作為微穿孔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一種簡(jiǎn)單而有效的參考方法。