多孔介質及其複合結構聲振特性和計算方法的研究

《多孔介質及其複合結構聲振特性和計算方法的研究》是依託華中科技大學，由何鋥擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：多孔介質及其複合結構聲振特性和計算方法的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：何鋥
• 依託單位：華中科技大學

項目摘要

多孔介質及其複合結構是吸聲和噪聲控制的最有效途徑之一。但由於多孔介質、結構、邊界的耦合複雜性，無論是建模、聲振特性還是計算分析方法，都還有許多困難的問題需要解決。本項目的主要研究內容為：（1）深入研究多孔介質結構中的界面和邊界條件的建模；（2）多孔介質的多層複合板殼結構寬頻計算方法研究，包括用基於波的方法（WBM）研究多孔介質的Biot方程的求解、混合FEM－WBM計算方法的研究，以及傳遞矩陣法套用於有限面積多孔層狀結構的深入研究；（3）以多孔介質元件作為散射體的周期結構的禁帶特性研究。這些研究將發揮各種方法的優勢，對於Helmholtz和Biot方程共同控制的多孔介質複合結構聲振問題，實現有效、快速、精度較高的計算，解決計算規模、速度和精度之間的矛盾，獲得一些新現象和新規律。本項目的研究和結果，將為噪聲控制系統和其它相關結構聲學系統的設計、套用提供理論和技術支撐。

結題摘要

多孔介質是一類有著優良吸聲性能的材料，本項目套用多種方法研究了含多孔介質複合結構的吸聲性能，探討了各種參數對複合結構吸聲性能的影響。本項目的主要研究內容有：（1）套用等效電路法研究微穿孔板與多孔介質複合結構的聲吸收性能，成功將分布參數模型套用於微穿孔板與多孔介質複合結構的等效電路研究；發現微穿孔板夾雜多孔介質複合結構在中高頻擁有比單純微穿孔板更優良的吸聲性能，但是多層微穿孔板夾雜多孔介質並不能利用多孔介質在中高頻的的優良吸聲性能。（2）建立了一種新的二維多孔介質與周期振子薄板複合結構的動力學模型，利用等效質量模型簡化彈簧振子，並綜合利用Biot理論和薄板理論建立方程；研究了周期振子與多孔介質對二維多孔介質與周期振子薄板複合結構的聲學性能的影響。（3）發展了一種新的計算二維多孔介質與周期振子薄板複合結構的方法，基於Biot理論，利用諧波展開法，推導了可用於含周期邊界條件二維多孔介質域的場變數模型；利用此方法計算了該複合結構的聲學性能，並與其他方法得到的結果進行對比，很好地證明了該方法有效性。（4）發展了一種計算三維含多孔介質周期加筋板結構的計算方法，基於Biot理論，利用諧波展開法，推導了可用於含周期邊界條件三維多孔介質域的場邊量模型；分析了加筋結構的各種參數對含多孔介質周期加筋板聲學性能的影響。