空腔深度序列變化及腔內膜板拓展並聯微穿孔低頻吸聲

《空腔深度序列變化及腔內膜板拓展並聯微穿孔低頻吸聲》是依託同濟大學，由俞悟周擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：空腔深度序列變化及腔內膜板拓展並聯微穿孔低頻吸聲
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：俞悟周
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

針對微穿孔結構的低頻吸聲性能拓展問題，提出利用並聯單元的阻抗耦合及腔內設定共振結構提高低頻吸聲。項目根據媒質間聲傳播理論、聲散射理論和有限元法，建立腔內設定膜/板結構及空腔深度在一維/兩維方向按不同序列變化的微穿孔板並聯複合結構的吸聲理論和計算模型。採用經試驗研究校驗的理論模型，從空腔的布置方式、空腔深度在一維/兩維方向上的序列變化、空腔內膜板共振結構的分布和參量變化等方面對低頻吸聲性能的影響進行深入的理論和試驗研究。研究結果將揭示不同聲學條件對微穿孔板並聯複合結構低頻吸聲性能的影響特性和內在規律，分析確定重要的影響參量，形成微穿孔並聯複合結構的最佳化設計方法。研究涉及低頻吸聲的基礎科學問題，成果對完善微穿孔複合結構的吸聲理論、拓展微穿孔結構在低頻的套用有重要科學意義，對解決目前低頻吸聲的難點問題有重要的套用價值。

結題摘要

本項目按計畫對微穿孔並聯結構進行研究，建立面板平齊的並聯結構、背板平齊的並聯結構、空腔深度按隨機序列變化的並聯結構、腔內複合薄板共振結構的並聯結構的吸聲計算模型，分析重要參量對吸聲性能的影響特性和規律，提出具有寬頻高吸聲的最佳化並聯結構。對於一維面板平齊的並聯結構，考慮聲阻抗不連續引起的散射，採用聲散射理論進行計算，二維面板平齊並聯結構綜合考慮兩個方向阻抗突變引起的散射場。對於背板平齊的微穿孔板並聯結構，綜合考慮聲阻抗突變和結構表面不連續引起的散射。對於內含薄板的並聯結構，考慮薄板空腔結構的聲阻抗影響，採用聲傳播理論確定單體的複合阻抗，據散射理論進行計算。對於相同單體參數，背板平齊的並聯結構吸聲係數不一定比面板平齊的並聯結構高，但吸聲頻譜曲線平坦。背板平齊結構的單體深度尺寸差異對吸聲性能影響顯著。含薄板空腔結構的微穿孔並聯結構可以改善低頻吸聲性能，整體上吸聲峰值向低頻移動，峰值有所提高。微穿孔並聯結構吸聲性能的主要影響參數有單體的寬度、單體的周期、並聯單體的共振頻率及間距、並聯單體的吸聲係數峰值、並聯單體的吸聲頻頻寬度。在等寬度條件下，單體寬度越小，吸聲性能越好。但寬度小於10cm時，隨著寬度的減小，吸聲性能的變化較小。並聯單體的寬度比對吸聲性能也有影響，等寬度的並聯結構具有相對最佳的吸聲性能。並聯單體的吸聲性能對結構的吸聲性能有顯著的影響，採用正交法針確定具有低頻良好吸聲的雙空腔並聯結構的參量範圍。單體阻抗應匹配，聲阻不宜過大。空腔深度序列對並聯結構有影響，相對於雙空腔結構，隨機序列的空腔布置可提高吸聲峰值，拓展低頻吸聲頻帶。隨機序列的長度越長，頻帶越容易展寬。剩餘二次序列的影響比M序列顯著。研究得到在低頻以下具有良好吸聲性能的最佳化雙空腔並聯結構和隨機序列並聯結構，吸聲頻帶接近3個倍頻程，峰值超過0.9。研究中的並聯結構計算模型尚未有文獻，研究工作完善了微穿孔板吸聲理論，拓展了微穿孔板的套用，尤其低頻方面的套用，提出了新型低頻吸聲結構，對解決低頻吸聲的難點問題有重要的套用價值。