《基於統計方法的多孔金屬材料聲傳播規律及特性研究》是依託西安交通大學，由吳九匯擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於統計方法的多孔金屬材料聲傳播規律及特性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：吳九匯
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
多孔金屬材料具有高比強/剛度、耐腐蝕及高溫高壓、且吸聲性能好等諸多優點，被廣泛套用於機械、建築、航空航天、高鐵/捷運、國防等領域。然而多孔材料內在吸聲機理，特別是如何提高其低頻吸聲性能，及高溫高聲壓條件下聲傳播規律等一系列基礎理論問題尚未解決。由於多孔材料從表到里都具有大量互相貫通且混亂的孔隙，這種混亂性及體現出的一定周期性與湍流的不規則性及準周期性極為相似，因而本項目借鑑湍流的統計方法建立多孔材料中聲傳播的統計分析定量模型；研究多孔材料的能量耗散機理及聲波色散理論。進而研究高溫高聲壓條件下聲傳播規律，低頻吸聲特性及負折射、聲聚焦等聲學現象；並開展多孔金屬材料的基礎套用研究，設計具有優良性能的基於多孔材料的新型聲功能器件，開發低頻減振降噪技術等。本項目研究旨在為多孔金屬材料套用於工業減振降噪的設計提供必要的理論指導，不僅具有顯著的學術理論價值，而且可望在未來產生積極的社會和經濟效益。
結題摘要
多孔金屬材料具有高比強/剛度、耐腐蝕及高溫高壓、且吸聲性能好等諸多優點，被廣泛套用於機械、建築、航空航天、高鐵/捷運、國防等領域。然而多孔材料內在吸聲機理，特別是如何提高其低頻吸聲性能，及高溫高聲壓條件下聲傳播規律等一系列基礎理論問題尚未解決。因而本項目開展基於統計方法的多孔材料聲傳播規律及其特性研究。 項目的主要創新性成果如下： （1）由於多孔材料從表到里都具有大量互相貫通且混亂的孔隙，這種混亂性及體現出的“一定周期性”與湍流的不規則性及準周期性極為相似，本項目借鑑湍流的統計方法建立多孔材料中聲傳播的統計分析定量模型； （2）提出了基於突變理論的非平衡相變定量分析方法，首次得到了湍流相變的完整過程，以及湍流相變在各個相（層流，湍流發生狀態和完全湍流狀態）下的能量譜密度方程。從而通過湍流類比方法深入研究多孔金屬材料中聲能量的能譜規律，使用相對較少的參量來描述多孔金屬材料中複雜的聲能量耗散規律； （3）研究高溫高聲壓條件下多孔金屬材料聲傳播規律，揭示了熱和振動的耦合作用規律及其對聲波傳播過程的影響； （4）研究非周期和周期性多孔材料的能量耗散機理及聲波色散理論，揭示了周期性聲子結構的全透聲現象，提出了具有負質量特性的多腔耦合聲學結構的低頻寬頻機理及薄板型聲學超材料的集總耦合彎曲共振機理，建立了周期聲學超材料的動態等效密度和等效模量計算方法； （5）開展多孔金屬材料的基礎套用研究，設計具有優良性能的基於多孔材料的新型聲功能器件，開發低頻減振降噪技術等，獲得企業高度認可。 本項目研究旨在為多孔金屬材料套用於工業減振降噪的設計提供必要的理論指導，不僅具有顯著的學術理論價值，而且可望在未來產生積極的社會和經濟效益。
