声波在纤维性吸声材料中的传播

本文对纤维性吸声材料中声音的传播理论作了推广.文中根据纤维无规分布的假定,从微观的纤维散射过程出发,借助严格的统计力学方法,导出诸如有效密度、有效压缩模量等宏观量的理论公式。对实验研究作了简要讨论,理论结果与实验数据良好相符,不需引入任何待定的经验常数。     

材料吸声系数双传声器测量的参数识别方法

本文提出了在普通房间中利用双传声器对多孔性和纤维性吸声材料吸声系数测量时的参数识别方法。利用Delany&Bazley经验模型对测量数据进行了参数识别,建立了材料的阻抗模型,并计算出材料全频带的吸声系数。与驻波管方法得到的吸声系数相比,在0～3000Hz范围内,二者都能较好地吻合。通过在不同的环境中进行对比测试,说明该方法具有较好的重复性和准确性。     

材料吸声的单值评价和分级方法──ISO/CD11654简介

本文根据吸声评价的国际标准初稿，介绍了从实测的１／３倍频带吸声系数确定吸声性能单值表示的评价方法，以及利用这些单值评价对吸声材料进行分级的方法。     

吸声材料对水下小平台上矢量传感器声学特性的影响研究

本文围绕粘贴黏弹性吸声材料方法对水下小平台上安装矢量传感器的指向性和测向的影响展开理论分析和实验研究.首先建立了吸声材料和平台结构组成的复合层结构的数学模型,对声波经过复合层结构的声学特性进行了分析,在此基础上利用有限元耦合边界元法对粘贴吸声材料前后的水下小平台上的矢量传感器的声学特性进行研究.通过理论计算和数值分析研究了吸声材料对矢量传感器的各通道的指向性的影响,并计算了覆盖吸声材料前后矢量传感器的测向精度.水池实验验证了分析结果的正确性.     

新型宽频高效吸声体通过鉴定

由上海市环保局下达、上海大学承担、同济大学协作完成的新型宽频高效吸声体于1996年10月3O日通过了科学技术鉴定。新型宽频高效吸声体，是在分析研究国内外现有吸声体的基础上，采用经济实用的玻璃棉管和硬质矿渣棉板吸声材料，通过不同布置方法的科学组合，充分发挥并提高了吸声材料的降噪作用，取得了低频吸声系数高（。125为0．5－0．8、。25。为0．8一卫．O）、单位吸声量的重量轻（wt20kg／m2）、单位吸声量的价格低（10元／m2）的成果，解决了常用吸声材料和吸声结构低频吸声系数低的问题，填补了国内空白，具有国内领先水平。该型吸声体广泛应用于建筑声学和噪声控制工程，例如各类体育馆、礼堂、剧院、百     

基于有限元法的小房间内吸声材料位置研究

利用有限元法建立了四种小房间模型,通过对小房间内100 Hz以下声场的研究,发现了100 Hz以下声场情况下小房间内布置吸声材料的有效位置。计算结果表明:矩形小房间所有墙角处都是所有模式的声压极大值位置,而对于非矩形小房间,某些墙角处的声压分布较复杂,甚至出现了较多的模式的声压极小值。改变吸声材料位置,比较平均声压级曲线,可见吸声材料位置不同对曲线平坦度有较大影响,混响室内的实验也验证了这一点。为了保证较高的吸声效率,应将吸声材料设置在低频模式的声压极大值集中的地方,同时应避免将其设置在模式的声压极小值集中的地方。因此,为了有效布置吸声材料,不能直接利用模态叠加法针对矩形小房间的结论,而采用有限元法进行具体分析是有效的。     

微穿孔板的应用技术

自１９７５年马大猷教授发表了关于微穿孔板吸声构造的论文［１，２］以后，微穿孔板吸声构造在我国的应用已日趋扩大。近年来，在欧美，环境和卫生界人士提出矿物性纤维对人体健康有害的见解，虽然对这种见解尚未取得一致的意见，但因此却使人联想到几十年前因石棉对人体有害所引起的建筑物内大量翻修，以新的材料替换石棉的情景。吸声材料的生产厂家迫切要求能生产不含矿物纤维的宽频带吸声材料，而很多建设方也要求在新建筑物内不再使用矿物性纤维吸声材料。微穿孔板正是适应这一要求、不需外加阻尼材料的共振型吸声构造。新建的联邦德国议会全体会议大厅是周围为玻璃墙面的圆形建筑物，建成首次使用时，发生由于墙面声反射引起会场扩声系统不能正常工作的问题。为了解决这个声学问题而又不改变目前建筑形状和外观，我们设计并试制了透明的微穿孔板吸声构造。     

声学二维平面周期结构的吸声性能建模

声学周期结构兼具优化室内声场环境,节约建筑吸声材料的特性而在现代建筑中广泛使用。针对二维平面周期结构的声场优化特性,建立了一种吸声系数计算模型。首先,根据边界条件理论推导了吸声系数的线性方程组,继而通过数值分析方法进行求解,最后在驻波管和混响室中分别进行实验验证。实验结果表明,测量的吸声系数和理论计算曲线吻合良好,该模型可以准确测算二维平面周期结构的吸声系数。同时分析表明:在平面周期结构中,相同吸声材料面积情况下,吸声材料占比越大,吸声效果越好;在相同吸声材料面积和占比情况下,材料边缘长度越长,高频段吸声效果越好;随着材料边缘长度的减少,边缘效应影响减弱。      

机动车空气动力测试风洞的声学设计

测试、鉴定并研究高速机动车对环境及在车内所产生的噪声，必须有“安静”的风洞，抑制风洞内的气流噪声，将它的本底噪声降低到车辆噪声以下，测试大厅中有足够低的以上获得应有的自由声场范围，所有的声学处理措施不影响风洞的空气动力性能；吸声构件中不含矿物性纤维材料；具有相应的阻燃性能并易于清洁，本文介绍了满足以上所有要求的斯图加特大学空气动力实验室风洞的声学设计和所采用的新型吸声材料，给出了构造大样及实测结果     

水声共振式吸声材料吸声机理

水声共振式吸声材料是由薄层带孔橡胶板粘在钢板上构成。它占的空间甚少,在一定频段内有良好的吸声性能。在大型声呐基阵的声结构设计中有着广泛的应用,也可用做消声水池的衬里。文献[1,2]中没有给出共振式吸声材料性能与几何结构和橡胶动力学性能的明确关系,我们研究了这种关系,得到了简洁的表达式,结合少量实验,就可研制所需的共振式吸声材     

Numerical analyses of the sound absorption of three-dimensional MPP space sound absorbers

Because microperforated panels (MPPs) can provide wide-band sound absorption without fibrous and porous materials, they are recognized as next-generation absorption materials. The fundamental absorbing mechanism is Helmholtz-resonance absorption due to the perforations and air-back cavity. Consequently, MPPs are usually placed in front of rigid-back walls. However, one of the authors has proposed MPP space sound absorbers without backing structures. Among these space absorbers, cylindrical MPP space absorbers and rectangular MPP space absorbers are advantageous due to their design flexibility and easy-to-use properties. Although their performances have been investigated experimentally, it is necessary to predict their absorption characteristics to develop improved shapes and efficient designs. Herein their absorption characteristics are numerically predicted using the two-dimensional boundary element method, and the applicability of a numerical method as a design tool to sufficiently predict the performance of MPP space absorbers is discussed.     

Improved sound absorption performance of three-dimensional MPP space sound absorbers by filling with porous materials

Because microperforated panels (MPPs), which can be made from various materials, provide wide-band sound absorption, they are recognized as one of the next-generation absorption materials. Although MPPs are typically placed in front of rigid walls, MPP space sound absorbers without a backing structure, including three-dimensional cylindrical MPP space absorbers (CMSAs) and rectangular MPP space absorbers (RMSAs), are proposed to extend their design flexibility and easy-to-use properties. On the other hand, improving the absorption performance by filling the back cavity of typical MPP absorbers with porous materials has been shown theoretically, and three-dimensional MPP space absorbers should display similar improvements. Herein the effects of porous materials inserted into the cavities of CMSAs and RMSAs are experimentally investigated and a numerical prediction method using the two-dimensional boundary element method is proposed. Consequently, CMSAs and RMSAs with improved absorption performances are illustrated based on the experimental results, and the applicability of the proposed prediction method as a design tool is confirmed by comparing the experimental and numerical results.     

水下非均匀复合层结构吸声的理论研究

本文对水下非均匀阻尼板与多层介质组成的吸附结构进行了研究，基于非均匀波导理论，导出非均匀性阻尼层的传递矩阵及多层结构表同反声，吸声系数，对任意非均匀层，提出分层近似求传递的方法，数值计算研究了结果反声，吸声性能及其随各参数的变化。     

微穿孔蜂窝-波纹复合声学超材料吸声行为

民用及国防工业领域对工程材料结构提出了更高的应用需求.单一材料结构越来越难以满足实际应用需求,通过人工复合结构实现超常单一及多物理性能的超材料设计已经成为材料结构应用的重要发展方向.本文基于传统的蜂窝夹层结构,在其内部引入波纹结构,并在面板和波纹上分别进行微穿孔形成微穿孔蜂窝-波纹复合声学超材料,在其优异力学承载基础上,实现了低频段的宽频有效吸声降噪.应用微穿孔板吸声理论和声阻抗串并联理论,建立了微穿孔蜂窝-波纹复合声学超材料的吸声理论模型;发展了考虑黏热效应的声传播有限元模型,通过数值模拟验证了理论模型的准确性,并数值计算了声波在超材料微结构内的黏热能量耗散分布,发现超材料能量耗散主要集中于微穿孔处的黏性边界层;进一步开展了超材料吸声参数和尺度设计参数的分析讨论,阐明了不同尺度设计参数对超材料吸声性能的影响规律.本文工作对兼具力学承载与吸声降噪的新型材料结构设计有重要的理论指导价值.     

含三聚氰胺多孔材料分层复合介质吸声特性*

三聚氰胺泡沫材料是一种具有高开孔率的多孔材料,具备优良的吸音、防火隔热及环保性能,可以作为吸声材料与弹性板、空腔介质形成复合结构,在建筑、航空、交通工具等工程领域有广泛的应用。该文基于Biot理论和分层介质在交界面处的不同边界条件,建立非均匀复合介质背衬刚性壁面结构的理论声学模型,详细分析了多孔材料布局对复合结构吸声特性的影响。该文理论模型计算的结果与阻抗实验得到的垂直入射吸声系数基本一致,验证了理论模型的正确性。结果表明:在多孔材料前面增加空气层可以改善高频吸声特性;在多孔材料后面增加空气层可以改善复合结构低频吸声特性。通过合理配置多孔材料,可以在应用需求频段上达到满意的吸声效果。     

阻抗管法测量水下吸声系数的系统误差分析*

利用阻抗管法测量吸声系数是水下吸声材料研制过程中的重要环节,实验测量结果相比理论计算结果更具说服力。然而在待测样品的制备和安装过程中容易引入的系统误差往往被忽略,从而影响实测结果可信度。为了降低系统误差,本文提出缝隙宽、垂直度和光洁度三种可能引入系统误差的因素,搭建传递函数法水下吸声系数测量的有限元模拟实验环境并验证仿真计算算法的正确性,研究相关参量对橡胶吸声系数的影响规律,并给出一定误差下对相关参量的限制要求。所得结论对降低测量误差、提升实测结果可信度具有一定参考价值。     

基于声压-质点速度声强探头的材料吸声系数的测量

通过由一个声压换能器和一个质点速度换能器所构成的传感器(p-u声强探头)同时测量材料表面附近的声压和质点振动速度,可直接得到其声学阻抗,进而得到材料的反射因子、吸声系数。本文利用一个p-u探头声强测量系统,在半消声室内测量了三聚氰胺泡沫的吸声系数,分析了声源高度和入射角度、材料样本尺寸和厚度对吸声系数测量的影响,并和阻抗管中测量得到的法向吸声系数进行了对比。最后分析了声阻抗率的幅值和相位误差对吸声系数的影响,推导了它们的误差传递公式。     

基于黄金分割搜索算法的行波管测量方法

为了提供声学材料的测试环境,该文通过有源吸声技术在行波管中建立了一套测量系统,声管中实现了模拟无限水域的行波场环境,从而对样品的声学参数进行测量。提出了一种利用黄金分割搜索算法对最佳时延与幅值进行搜索从而完成行波场建立的方法。在上述行波场建立的基础上,利用双水听器法分别对水柱与钢板样品的声学参数进行了声学测量,透射系数测量值与理论值符合较好。该方法为声学参数的测量方法提供了有意义的参考。     

黏弹性材料的动态力学特性及其对覆盖层吸声性能的影响

本文利用标准化动态力学测量手段获得了某种高分子聚合物的动态杨氏模量,并根据时温等效原理对动态杨氏模量与声学测量在频段上的差异加以分析和转换,得到了500—7500 Hz频率范围内该黏弹性材料杨氏模量随频率变化的特性.基于所测得动态杨氏模量,采用有限元方法分析了均匀黏弹材料的吸声性能,并将仿真结果与样品声管实验数据进行对比,验证了测试所得参数的准确性.进一步仿真分析了含有局域共振结构的声学覆盖层吸声性能,并讨论了黏弹性材料的动态特性对其吸声性能的影响,提出了改进水声覆盖层低频宽带吸声特性的建议.