用于开口声辐射控制的虚拟声屏障实现 方法及机理研究*

建筑物通常留有开口以便人员物料的进出及室内的自然通风采光,但这些开口也是噪声传播的途径。传统被动噪声控制方法需要将开口封闭,且对低频噪声的控制效果不好,故引入有源噪声控制技术降低室内声源通过开口的声辐射。基于惠更斯原理,均布开口的次级源和误差传声器构成的平面型虚拟声屏障可以实现对开口声辐射的有效控制,数值仿真和实验已证明其有效性。将次级源安装在开口边界更有利于保留开口的功能且方便实际安装,但这样的单层边界虚拟声屏障降噪效果存在上限,仅能在低频段实现全局控制。和单层边界次级源相比,双层边界次级源可显著提高降噪量和有效降噪频率上限。该文回顾了开口声辐射有源控制的相关工作,并讨论了未来可能的研究方向。     

两种模态展开法预测结构辐射声功率时振动传感器数目的要求研究

在考虑模态幅度估计时采样点数目要求的基础上,比较了使用振动模态展开法和辐射模态展开法预测辐射声功率对速度传感器的数目要求。对于点力激励的小阻尼简支矩形板,发现激励频率低于第一阶本征频率时,使用辐射模态展开法所需的传感器数目较少;而激励频率在本征频率附近时,使用振动模态展开法所需的传感器数目较少。     

点声源入射下无限大平板的隔声

利用球面波的平面波展开形式,推导了自由场中点声源入射下无限大平板的隔声公式,研究了其隔声性能.数值模拟结果表明,点声源入射下平板隔声规律不同于通常采用的平面波入射条件下的质量隔声定律.在频率较低或板厚度较薄时,频率或板面密度增加一倍,平板隔声量的增加约为3 dB,而插入损失的增加约为6 dB.     

虚拟声屏障在变压器低频降噪中的实验研究

针对开口房间内的变压器,在开口处布放若干扬声器和误差传声器构成虚拟声屏障,实验研究了虚拟声屏障对通过开口向外辐射的低频线谱噪声的控制效果。将15个次级源近似均匀分布在面积为2 m′ 2.7 m的开口面上,左右间距约58.5 cm、上下间距45-65 cm,15个误差传声器分别位于对应的次级源正前方1 m,系统采用自适应谐波降噪算法。结果表明：虚拟声屏障系统在误差点100 Hz、200 Hz和300 Hz的平均降噪量分别达到12.7 dB、19.9 dB和22.2 dB,虚拟声屏障对100 Hz、200 Hz、300 Hz线谱噪声的控制效果与单层封闭窗户相当,且内部合成参考信号,无需外接参考传声器。采用虚拟声屏障对开口房间内的变压器降噪的好处是实现室内外的自然通风,便于变压器的散热。     

矩形板声辐射预测中速度采样问题的研究

为减少系统的复杂度和成本,基于无限大障板上振动矩形板模型,研究了声辐射预测中板表面速度采样问题.从理论上分析了影响速度采样间隔选取的因素,得到了低频时采样间隔由振动模态决定,高频时采样间隔由振动频率决定的结论.数值结果显示临界频率应满足kcsinθ=const(kc=2πFc/c,Fc为临界频率,θ为观察点倾斜角,c为声波波速)的规律,并且通过数值模拟和实验验证了该规律的适用性.