微穿孔板的实际极限

对微穿孔板吸声器的构造和吸声特性进行了分析。曾认为低穿孔常数和孔径小可导致宽频带内的高吸声特性。为求得极限,从穿孔系数为1,孔径0．1 mm开始,因为负载声阻和吸声系数可接近1,高吸声系数的共振频率可达1000 Hz,高频率可在吸声范围之内。单片微穿孔板可否用于平常噪声控制,在宽频带内吸声较大?为了比较,半吸声带宽不适用,因为可能包括低吸声系数。建议用吸声系数0．5作为实际吸声底线,为比较微穿孔板的统一标准。更以吸声系数的频率曲线以进行详细比较。负载声阻为1(声阻等于空气特性阻抗)时,微穿孔板的吸声范围约为2．5倍频程,比常用的微穿孔板稍好。负载声阻大于1时,吸声的频率范围显著增加,有些适合宽频带高吸收的要求。将其实现可能是微穿孔板吸声器的重大发展。     

具有压电分流电路薄板的吸声特性Ⅱ.数值和实验分析

利用数值计算和实验方法研究了压电分流阻尼技术控制薄板吸声特性的机制,分析了串联电阻和电感与薄板吸声系数、相对声阻和相对声抗之间的关系.数值计算和实验结果表明:通过调节分流电路中电感和电阻等参数,可使电路谐振和机械谐振出现强耦合,进而明显提高薄板一阶模态处的吸声系数和吸声带宽.     

穿纤维微穿孔板吸声系数的有限元仿真

为拓宽微穿孔板的吸声频带,该文用有限元算法建立了典型微穿孔板和穿入不同数量金属纤维的微穿孔板模型,研究了两种微穿孔板的吸声系数、声阻抗和微孔内法向质点速度的空间分布,并进行了试验验证。有限元仿真和试验数据表明:穿入金属纤维可以拓宽微穿孔板的吸声频带,吸声系数也随纤维根数的增加而下降;吸声系数仿真结果与试验结果趋势一致,仿真模型可以有效模拟穿入纤维前后微穿孔板的吸声特性;穿入金属纤维导致黏滞效应引起的低质点速度区域增大,声阻增加,引起吸声系数的降低,而声抗变化不大。研究发现,有限元仿真方法适用于结构相对复杂的微穿孔结构的声学建模,能直观地体现微孔复杂结构的影响,值得继续深入研究和工程应用。     

高声压级时穿孔结构非线性声学特性的研究

本文基于赵松龄等发展的小孔非线性声阻理论,导得对于驻波管中垂直入射以及行波管中旁支入射二种情况下的穿孔声学结构的非线性声阻率比表示式。文章指出,在计及非线性声阻后,穿孔吸声结构的吸声系数以及共振式消声结构的消声量都将表现出与入射声压有关。实验分别是在高声强驻波管与行波管中进行的。实验时最大入射声压级接近155dB(基准声压20μPa)。实验结果与理论预期的良好吻合。为了有利于理论的实际应用,文章也提出一些表示非线性声阻作用的临界条件。     

微穿孔介电弹性体薄膜的吸声性能试验分析*

针对普通薄膜型降噪结构的吸声性能较差和吸声带宽较窄的问题,本文设计了一种微穿孔的介电弹性体薄膜吸声结构。该结构由穿孔的介电弹性体薄膜与背腔组合而成,目的是拓宽介电弹性体薄膜低频率段的吸声带宽。针对微穿孔的介电弹性体薄膜吸声结构,从试验角度分析穿孔薄膜初始厚度、穿孔孔径及穿孔间距对结构吸声性能的影响。分析结果可知：通过适当增加薄膜的初始厚度,薄膜的整体吸声性能得到有效提升,最大可将319Hz吸声频带的吸声系数从0.2提升至0.7;减小薄膜的穿孔孔径能够有效拓宽穿孔薄膜的吸声频带,可使吸声系数0.4以上的吸声带宽由304Hz拓宽至432Hz;适当控制穿孔间距能够达到更好的吸声效果。     

微穿孔板吸声体的准确理论和设计

提出以等效电路的为基础的微穿孔板吸声体的准确理论。吸声体的特性参数是板的相对声阻r，穿孔直径d和共振频率f0，后二者合成穿孔板常数，它与r决定微穿孔板吸声体的结构和频率特性。吸声频带半宽△f／f0的最大值为（4／π）tan－1（1＋r），这是k值趋近于零时的极限，只要k小于1，相差也不大，这时空腔厚度接近四分之一波长。可见r值大时，带宽可达到极为可观的程度．k值大时，吸收带宽大为降低，同时空腔节厚度将成为比波长小得多的值。文中讨论微穿孔极吸声体的一般特性。     

微缝吸声体理论

窄缝可做为声学原件,这是已知的。窄缝的声阻抗严格公式以及低频近似公式都存在。本文发展了窄缝的基本理论,求得了其声阻抗的简单实用公式。由此可见,缝宽减小至丝米级,其阻抗比将超过一,因而微缝板加后腔形成的微缝吸声体可具有良好吸声性能,而不需任何多孔性或纤维性材料。文中提出微缝吸声体的概念和严格理论,并讨论其吸声性能。微缝吸声体的公式与微穿孔吸声体的完全相似,只是其声阻系数较小而声抗过大,一般说,如参数相同,其吸声特性将比微穿孔吸声体为差。改进措施可有效地补救。     

高声强下微圆孔声学非线性效应vena收缩系数的研究

在研究高声强下微圆孔声学非线性效应时,准定常模型的一个明显不足是采用固定不变的 vena收缩系数,因而影响了预测精度。本文联合一种准定常方法和离散涡方法,给出了 vena收缩系数随入射声强的变化曲线,并与实验结果符合得较好。将本文准定常方法与 vena收缩系数曲线相结合来预测非线性声阻,不仅预测精度高,而且十分简便,适用于高声强条件下穿孔板共振吸声结构的工程设计。     

机械阻抗与声阻抗结合提高微穿孔板低频吸声性能

提出了在微穿孔板后部引入机械阻抗形成组合结构来解决微穿孔板低频吸声性能差的问题。由机械阻抗板两侧质点速度相同得出机械阻抗单元的传递矩阵,采用传递矩阵法将其与空腔、微穿孔板单元串接,建立组合结构理论计算模型;通过分析品质因子获得带宽与机械阻抗板质量成反比;试验得出组合结构在400 Hz附近有系数为0.8以上的吸声峰值,试验结果与理论计算吻合。在传统微穿孔板共振吸声机制的基础上加入机械共振,能够实现在不增加结构厚度的前提下提高低频吸声性能;降低机械阻抗板质量并且适当控制边界阻尼系数可以实现吸声频带的拓宽。      

雷声在大气中传播的吸收衰减特性研究

选取青海大通地区一次地闪过程的雷声信号,利用信号处理理论,得到了观测点雷声的频谱;依据声波在大气中传播的理论,计算了大气对雷声传播的吸声系数,分析了吸声系数随环境因素的变化,结果表明:闪电发生距离、大气湿度和温度是影响雷声传播的主要因素.在一定闪电距离和大气环境下,吸声系数随频率的增加而增大;频率小于100 Hz的雷声衰减很慢,空气相对湿度和温度对其吸声系数的影响也比较小,在一定距离内的衰减可以忽略;频率大于500 Hz的高频信号吸声系数较大,并且随相对湿度的增加而快速递增;吸声系数随温度呈非单调变化,频 关键词： 雷声传播 大气吸收 衰减     

面向微穿孔板吸声结构和吸声特性混合设计的软件平台

微穿孔板吸声结构是由微穿孔板与板后空腔组成的共振吸声结构,被认为是继多孔吸声材料之后发展起来的最有吸引力的吸声结构,其吸声特性与结构参数孔径d、板厚t、孔距b及空腔深度D有关,如何按需设计一个有效的微穿孔板吸声结构已成为目前研究的热点。本文从微穿孔板吸声结构和吸声特性混合设计的角度出发,使用面向对象的编程语言C++开发了微穿孔板吸声结构设计平台。与以往设计方法不同,本文开发的软件平台综合考虑了结构参数和吸声特性参数两方面的限制,根据实际应用要求平衡微穿孔板吸声结构的最大吸声系数与吸声带宽之间的制约关系,并以饱满的吸声曲线为目标,提供满足混合设计要求的优化结构参数。     

甘蔗纤维板穿孔吸声的初步研究

本文对国内普遍采用的甘蔗纤维板吸声材料的吸声性质作了初步的研究,而重点则是由这种材料制成的穿孔吸声结构。我们的实验指出这种材料存在著“机械式的振动”和薄板式的共振吸收;而这种材料制成的穿孔结构的共振吸收峯,较一般胶合板等所制成的同类型的结构较为平坦,但在测量的频率范围以内总吸声值要大一些。对文献中提出的两种新穿孔结构也作了简短的探讨。本文主要给出了管测法的实验结果,混响法的结果只作为参考。对于各种清况下的测量结果主要是从比声阻率的概念作了理论说明。结论中还指出使用这种材料制成的吸声结构的优缺点。 关键词：     

对称折叠通道结构的低频通风吸声体*

为了消除或减少低频噪声,该文 提出了一种低频通风超材料吸声体,该吸声体由对称的折叠通道结构组成,具有深度亚波长、高通风空间占比和低频高效吸声的特性.通过传递矩阵方法、有限元模拟和四麦克风实验法,揭示了对称折叠通道结构通风吸声的物理机制.首先在理论上分析单个吸声体的通风吸声性能并进行了仿真模拟,在共振频率423 Hz附近,吸声系数大于0.9,通风空间占比高达40%.吸声单体的共振频率可通过改变折叠通道的长度来灵活调控,组合多个不同共振频率的吸声单体可以拓宽吸声体的有效吸声带宽.由四个吸声单体组合的通风吸声体可实现314－366 Hz频率范围内的高效声吸收(吸声系数大于0.8),且通风空间占比达到35%,而结构厚度仅为314 Hz时波长的1/10.该低频通风吸声体具有结构简单、结构强度高和容易制造等特点,在低频通风降噪领域有着潜在的应用前景．     

微穿孔吸声体随机入射吸声性能

依据“扩散场内微穿孔板吸声特性的实验研究”一文初步实验结果,对微穿孔板吸声体在扩散场内吸声特性进行了进一步探讨。在穿孔板常数K值较大时,（K＞2）,发现扩散场吸声特性与垂直入射情况相似但移到较高频率范围,除主要吸声频带外,在较高频率由于余切函数的多支性,还有次吸声频带但影响较小．k值较小（K≤2）时,扩散声场吸声特性在高频段的次吸声频带越来越重要,逐渐成为吸声的重要因素,使微穿孔板吸声结构在三或四倍频程以上具有高吸声系数,增加了它的实用价值。文中对扩散场内微穿孔扳吸声性质的变化作了具体计算并作了解释．     

微穿孔板声阻抗的直接准确测量

微穿孔板吸声结构的构造简单,适用范围广,吸收特性好并且可以比较准确地预计和设计。它的性能主要由微穿孔板的声阻和声质量决定。为了可靠地估计微穿孔板结构的性能,微穿孔板的准确特性是必要的。在本文中,作者提出直接测量微穿孔板声阻抗的简单方法(这方法也适用于一般穿孔板,或在一定范围内适用于一般吸声村料),由于直接了当地分别测出声阻和声抗,不必经过任何转换,所得结果可达到比一般方法更为准确的程度。应用这个方法,对微穿孔板的阻抗特性进行了测量,得到线性和非线性的现象。在本文中,将报告一些初步成果。     

含圆柱形空腔吸声覆盖层的二维理论

发展了一种基于线性粘弹性Kelvin-Voigt模型的二维解析理论,分析声波垂直入射情况下含有周期分布圆柱形空腔的吸声覆盖层的反声和吸声特性。将覆盖层单元近似为粘弹性圆柱管,导出轴对称波的特征方程。再利用前后界面的边界条件得到这些轴对称波的共振频率和覆盖层的反射系数公式。根据理论模型计算了刚性背衬下某种材料吸声覆盖层的低频吸声性能。计算结果表明:(1)材料损耗因子越大吸声系数越大,但吸声峰值频率基本上不变,(2)覆盖层越厚吸声峰值频率越低, (3)穿孔率越小吸声峰频率越高,吸声系数峰值越大。     

空腔结构吸声器的吸声系数计算方法的研究

探讨计算空腔结构吸声器吸声系数的方法。以粘弹体能量守恒方程为基础导出吸声器各层媒质的表达式,用声波在分层吸收媒质中传播模型计算能量吸收系数。用所导出的等效密度、弹性模量表达式和文献1[声学学报,1965;2(4):192-197]、文献2[同济大学学报, 1979(1):96-104]所给的等效参数,分别计算了尖劈吸声器和空腔结构的尖劈吸声器的吸声系数,比较表明对于前者三种方法都有效,对于后者本文的结果与实测吸声系数曲线较符合,另两文与实验相差较大;又用本方法分别计算了平板吸声器含空腔及空腔结构变化时的吸声系数,所得结果合理地反映了空腔结构对吸声性能的影响;对原空腔结构吸声器的吸声系数模拟结果作了实验验证,表明计算值和测量结果基本相符。结果表明用本文所给等效参量表达式和声波在分层吸收媒质中传播模型,近似计算空腔结构吸声器的吸声系数是可行的。     

利用含多孔介质微穿孔周期结构增强声吸收

为获得理想吸声性能,提出了一种由多孔材料,微穿孔板及空气层构成的周期复合结构,并利用微穿孔板理论和等效流体多孔材料模型,结合等效电路法进行了分析。结果表明,复合结构显著增强了微穿孔板结构的中低频吸声性能,但其高频性能较单独多孔材料差;采用合适填充比例并联布置多种多孔材料,可适当调节复合结构的吸声性能。此外,周期复合结构的堆叠层数N≥1时,相对单层复合结构,中低频吸声带宽提升至少40%(≥380 Hz);相对多层微穿孔板结构,增大N对相应中低频吸声带宽提升不低于30%(≥300 Hz)。总体上,文中周期复合结构可显著增强传统微穿孔结构的中低频性能,是一种简单高效的中低频宽频降噪方案。      

加膜穿孔板声学特性的研究

本文介绍一种在穿孔板表面再覆盖一层薄膜的吸声结构，着重对这种加膜穿孔板的声学性能作严格的理论分析．从基本的声学理论出发，导出了反映加膜穿孔板声传递特性的普遍关系式，获得了加膜穿孔板声阻抗率的计算公式．文中讨论了声阻率随频率，空气层厚度以及薄膜面密度等重要参量变化的规律．理论计算结果与实验数据良好相符．所得结论为这种新型吸声结构的优化设计提供了严格的理论基础．     

微穿孔板吸声结构仿真计算方法研究

本文提出将马氏微穿孔板理论与传递导纳法相结合,建立简化的微穿孔板吸声结构的有限元仿真计算方法。基于阻抗管法材料吸声系数测试原理建立了吸声系数仿真实验模型,对微穿孔板结构的吸声系数进行了仿真计算,并与理论计算结果做了对比,说明了该简化方法的合理可行。同时,对金属和非金属材料的微穿孔板计算时温度传导系数的影响做了比较说明。