微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)在階梯教室中的應用

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,并計算了其組合吸聲系數(shù)。理論計算結(jié)果與采用sysnoise軟件,根據(jù)gb/t18696對并聯(lián)的微穿孔板吸聲系數(shù)進行仿真實驗得到的結(jié)果及已有實驗數(shù)據(jù)進行對比。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)的計算方法是可行的。

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

馬大猷教授提出的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)在空氣噪聲降低和隔離方面得到了廣泛的應用,但未見水下應用的相關(guān)研究和報道。本文將空氣中微穿孔板理論應用到水中,得到了水下微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲公式。通過理論分析,得出了微穿孔板結(jié)構(gòu)直接應用于水中無法獲得寬頻吸收的結(jié)論。提出了通過匹配液將微穿孔板間接應用到水下的設想。設計了單層板和雙層板吸聲結(jié)構(gòu),并對它們的吸聲特性進行了理論分析與仿真。結(jié)果表明,本文設計的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)在水中能夠獲得優(yōu)于空氣中的寬頻帶吸聲效果。實驗測量了自制的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu),吸聲系數(shù)的測量值與理論曲線基本吻合,從而驗證了理論分析的正確性。

vol36no.1 feb.2016 噪聲與振動控制 noiseandvibrationcontrol 第36卷第1期 2016年2月 文章編號：1006-1355(2016)01-0200-04 管道中微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)聲學性能測試與分析 呂金磊，彭強，王海鋒 （中國空氣動力研究與發(fā)展中心空氣動力學國家重點試驗室，四川綿陽621000) 摘要：文章采用實驗和數(shù)值仿真的方法，對影響微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)聲學性能的設計參數(shù)，包括板厚，開孔孔徑，開 孔率等進行深入細致的研究。其中實驗內(nèi)容主要在駐波管以及一個管道型的測試平臺上進行，駐波管相關(guān)的研究內(nèi) 容用于佐證管道實驗的準確性；數(shù)值仿真采取一種求極值點的算法，利用這一算法可以繞開對經(jīng)典方程的求解，而直 接確定微孔的聲共振點，也即最大噪聲吸收位置，通過共振點附近兩條曲線的疊加確定吸聲帶寬的變化

針對某些特殊情況下飛機座艙內(nèi)部噪聲過大的實際情況,對其進行了噪聲無源控制實驗研究。以某飛機座艙模型為研究對象,利用微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)成功實現(xiàn)了一套飛機座艙模型內(nèi)部噪聲無源控制系統(tǒng)。同時利用cada-x結(jié)構(gòu)動力學分析系統(tǒng)建立了一套振動噪聲控制性能測試系統(tǒng),可廣泛應用于各種振動噪聲有源、無源控制系統(tǒng)的控制性能測試。同時對所設計的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)吸聲系數(shù)進行了理論計算和實驗測量,對比結(jié)果表明其一致性良好。最后利用該測試系統(tǒng)對飛機座艙模型噪聲無源控制系統(tǒng)進行了控制性能測試,控制效果明顯。從而說明了此方法對飛機座艙內(nèi)部噪聲抑制的有效性和可行性。

對傳統(tǒng)的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)設計方法進行分析,發(fā)現(xiàn)其存在近似公式精度不高及相關(guān)參數(shù)難以確定的問題,這些問題直接導致設計無法進行或得到不符合要求的設計參數(shù)。使用泰勒公式將設計過程中的復雜公式近似展開,并對得到的近似公式進行修正,使其精度得到了提高;對相關(guān)公式進行推導,發(fā)現(xiàn)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的半吸收頻帶寬度與腔深成正比關(guān)系,據(jù)此,設計時可根據(jù)工程中的空間限制條件,首先確定腔深,再計算其它參數(shù),提出了面向工程的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)設計方法。針對某風機噪聲,使用面向工程的設計方法設計微穿孔板結(jié)構(gòu)參數(shù),得到了滿足設計要求的吸聲系數(shù)曲線。工程應用表明,面向工程的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)設計方法更方便,且更準確。

對穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的聲學特性進行了理論分析與計算。討論了穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的共振吸聲原理,基于對穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)聲阻抗的討論,分析了穿孔率、空腔深度、板厚、孔徑等參數(shù)對吸聲性能的影響,為穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的工程應用提供了依據(jù)。針對某工程機械風冷系統(tǒng)噪聲突出這一現(xiàn)象,專門為風冷系統(tǒng)設計了穿孔板吸聲結(jié)構(gòu),大幅度降低了該機風冷系統(tǒng)的噪聲,也使該機的駕駛環(huán)境噪聲得到了有效控制。

分析了飛機的噴流噪聲產(chǎn)生機理,討論了噴流噪聲的控制技術(shù)。并將穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)降噪技術(shù)應用到飛機的推進系統(tǒng)中,用以降低噴流噪聲,并對其實際降噪效果進行了比較分析。

分析了亥姆霍茲共鳴器的共振頻率特性,導出了穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)吸聲的中心頻率、頻帶寬度、上限頻率及下限頻率的估算公式,為設計、制作理想的穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)提供了參考.

對帶有吸聲材料的復合穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的聲學特性進行了研究與計算,比較了吸聲材料緊貼穿孔板和吸聲材料緊貼剛性壁時吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲性能,分析了吸聲結(jié)構(gòu)的參數(shù)對吸聲性能的影響,為穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的工程應用提供了參考依據(jù)。將復合穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)應用到工程實際中,取得了良好的降噪效果。

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,在100hz~1600hz內(nèi),共振吸聲系數(shù)α0達0.99;穿入7至9根時,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,當穿入11根時,移動幅值為464hz。

傳統(tǒng)的微穿孔板要獲得較佳的吸聲性能,需要較小孔徑的微孔(<0.3mm);在穿孔率不變的情況下,增加板厚,那么板的吸聲性能將下降。為了避免這個問題,提出一種新型的微穿孔板結(jié)構(gòu)——變截面微穿孔板。與傳統(tǒng)微穿孔板不同,它的微孔的截面積沿其軸向不是恒定的,而是在軸向的一定位置發(fā)生突變,從而板存在孔徑差異較大的兩部分。在馬大猷的理論基礎上,分析了變截面微穿孔板的吸聲特性,并利用傳遞函數(shù)法,通過阻抗管進行了實驗。分析和實驗結(jié)果顯示,變截面微穿孔板的吸聲性能主要由孔徑較小的部分決定,孔徑較大的部分主要是增加了板的厚度,對板的吸聲性能貢獻較小;因此,通過變截面的方法,在增加板厚的同時也能使板維持在較佳的吸聲性能水平。

采用aml語言開發(fā)了一套微穿孔板吸聲體的聲學軟件。該軟件初始參數(shù)選擇靈活,分析結(jié)果直觀明了,為用戶提供操作簡單的界面,從而進一步提高微穿孔板設計效率和準確性,并對工程應用有一定的幫助。

提出用微穿孔板進行主動吸聲的方法。用微穿孔板作為主動吸聲的材料,檢測出入射聲波的頻率,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)達到最大,從而達到主動吸聲的目的。最后,進行了數(shù)值計算與實驗,計算結(jié)果與實驗結(jié)果能很較好的吻合,說明了該主動吸聲方法的可行性。

簡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散聲場以及在高聲強環(huán)境下的理論要點。比較詳細地討論了30年來與馬大猷教授所提理論相對應的實驗研究結(jié)果及應用發(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。對微穿孔板吸聲體的發(fā)展趨勢做了展望。表明:微穿孔板吸聲體將成為新世紀的綠色理想吸聲材料。

將微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)應用到外加旁支管路的管道盧源特性測量方法中,分析和仿真了單層及雙層微穿孔板及其后腔結(jié)構(gòu)采用不同參數(shù)(板厚、微孔直徑、穿孔率、后腔深度等)時改變管道負載聲阻抗的作用和影響。研究結(jié)果表明:改變板厚、微孔直徑、穿孔率、管道橫截面積比等參數(shù),可以有效地改變負載聲阻;改變后腔深度及微穿孔板與主體管道之間距離,可以有效地改變負載聲抗;結(jié)合使用單層和雙層微穿孔板結(jié)構(gòu),可以有效實現(xiàn)聲抗在寬頻帶上的變化。通過有流和無流情況下的實驗,驗證了該方法的正確性和微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)在測量中的有效表現(xiàn)。給出了該測量方法實際應用中設計和應用微穿孔板吸盧結(jié)構(gòu)的意見。

在微穿孔板吸聲體理論的基礎上,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做為兩項設計指標,結(jié)合單層微穿孔板吸聲體的設計方法,提出了一種雙層串聯(lián)微穿孔板吸聲體的設計思路,簡化了設計工作。

微穿孔板的發(fā)展已接近半個世紀。基于穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的基礎,微穿孔板結(jié)構(gòu)簡化了穿孔板后的多孔材料,同時達到了提高本身吸聲特性的目的。組成微穿孔板的主要元素就是微管和空腔。通過分析微管和空腔的聲阻抗率,近似計算出微穿孔板的吸聲系數(shù)與吸聲頻帶寬度,并討論微穿孔板結(jié)構(gòu)模型的來源。根據(jù)微穿孔板結(jié)構(gòu)模型,分別計算不同的參數(shù)組合對吸聲系數(shù)及頻帶寬度的影響。

雙層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)設計中的共振和反共振頻率計算張宗茂，顧熙棠（寧波大學機械工程系）一、引言對微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲機理已有較系統(tǒng)的研究’‘ｉ“””。單層做穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率可用穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率計算公式求得，但雙層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的...

從理論和實驗上探討了加工誤差對馬氏理論關(guān)于超微孔微穿孔板(micro-perforatedpanel,mpp)吸聲結(jié)構(gòu)適用性的影響。建立了計及加工誤差的mpp理論分析模型,并應用mems工藝制作了超微孔mpp,由于工藝本身存在一定的加工誤差,造成實際孔徑與設計孔徑10%~20%的偏差,在阻抗管中測量得到其垂直入射吸聲系數(shù)。將實驗結(jié)果和計及加工誤差的理論預測值與馬氏理論預測值進行對比發(fā)現(xiàn),差別均較小,最大誤差仍在6%以內(nèi),說明馬氏理論在計及加工誤差的情況下仍然適用。此外,對馬氏理論關(guān)于加工誤差的適用極限進行了仿真計算,結(jié)果表明,適用極限的大小具體依賴于超微孔mpp的孔徑大小。

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,并由此進行應用于高聲強下微穿孔板吸聲體的計算機輔助設計。通過實驗對寬頻帶微穿孔板的非線性特性進行初步分析和實驗驗證

傳統(tǒng)微穿孔板的穿孔為圓形或狹縫,背面不帶毛刺,其吸聲系數(shù)和吸聲頻帶寬度有待進一步提高。目前出現(xiàn)一種新工藝加工的微穿孔板,其穿孔為三角形,且背面帶有毛刺。帶刺三角孔微穿孔板與圓孔微穿孔板不同,不能用原有方法計算其聲阻抗。文章采用試驗研究的方法測定帶刺三角孔微穿孔板的聲阻抗,分析其聲學特性,為工程應用提供參數(shù)依據(jù)。通過駐波管試驗測量單層和雙層帶刺三角孔微穿孔板結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù),并與圓孔微穿孔板結(jié)構(gòu)進行比較分析。研究結(jié)果顯示,新工藝加工的帶刺三角孔微穿孔板與圓孔微穿孔板相比較,聲阻有了較大幅度的提高,聲抗基本保持不變;帶刺三角孔微穿孔板結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)有了顯著的提升,吸聲頻帶也得到一定程度的拓寬。