水下弹性微穿孔吸声结构吸声系数研究

利用模态叠加法建立了水介质微穿孔板的数学模型,基于声电类比法得到其等效电路模型。研究了弹性微穿孔板和弹性背腔对垂直入射吸声系数的影响。与空气介质中的微穿孔板不同,水下微穿孔板因结构阻抗不足,难以取得满意的吸声效果,为此提出了增强型微穿孔吸声结构,并在水介质阻抗管内对理论结果予以验证。结果表明,随着增强型弹性微穿孔板弯曲刚度的增大,其在[20,2000]Hz范围内的平均吸声系数得到提高,逐步趋近于刚性微穿孔板的结果,弹性背板使微穿孔吸声结构的吸声峰向低频移动,低频吸声效果得到提高。     

水下弹性微穿孔吸声结构吸声系数研究

利用模态叠加法建立了水介质微穿孔板的数学模型,基于声电类比法得到其等效电路模型。研究了弹性微穿孔板和弹性背腔对垂直入射吸声系数的影响。与空气介质中的微穿孔板不同,水下微穿孔板因结构阻抗不足,难以取得满意的吸声效果,为此提出了增强型微穿孔吸声结构,并在水介质阻抗管内对理论结果予以验证。结果表明,随着增强型弹性微穿孔板弯曲刚度的增大,其在[20,2000] Hz范围内的平均吸声系数得到提高,逐步趋近于刚性微穿孔板的结果;弹性背板使微穿孔吸声结构的吸声峰向低频移动,低频吸声效果得到提高。     

微穿孔吸声体随机入射吸声性能

依据\     

穿孔率和穿孔直径耦合下微穿孔板吸声体整体吸声性能

微穿孔板几何参数的耦合性及其对整体吸声性能的影响,对于设计微穿孔板吸声体和优化其工作性能具有指导作用。根据微穿孔板吸声体基本理论,研究了穿孔率和穿孔直径双参数耦合作用下微穿孔板吸声体的整体吸声性能。穿孔率和穿孔直径之间的耦合性与其本身取值密切相关,而与板厚和板后腔深无明显关系;在穿孔率-穿孔直径参数域上,吸声体存在吸声系数为1.0的吸收峰,整体吸声性能随穿孔率或穿孔直径从小到大变化,呈现出先增强后减弱的变化趋势。该结论能够准确解释微穿孔板受粉尘污染后吸声性能的变化规律和演变路径。论文的工作为设计微穿孔板吸声体提供了一种新的理论依据和实施方法。     

波纹穿孔板吸声特性研究

研究了平面波垂直入射和掠入射两种情况下波纹穿孔板对声波的耗散作用, 结果表明在这两种情况下波纹穿孔板的声学特性都有别于平板穿孔板。在垂直入射条件下, 通过“等效穿孔率”可以在中、低频率范围内使波纹穿孔板和平板穿孔板的吸声特性“重合”。波纹穿孔板在高频范围会出现异于平板穿孔板的双尖峰现象, 进一步研究发现这是由波纹板形状导致的背腔深度的连续变化所引起的。在掠入射条件下, 波纹穿孔板与平板穿孔板无法通过“等效穿孔率”替代。波纹穿孔板的板高和板长对其声学性能都有明显影响, 当波纹穿孔板夹角(板高与1/4板长对应的正切角)相同时, 在板长小于75 mm范围内波纹穿孔板有相似的声学性能。

     

微穿孔空间吸声体的实验研究

作为无纤维化材料的微穿孔吸声板在建筑声学中应用日广,但过去大多是按贴墙(顶)后留空腔装置的构造形式来考虑的。本文根据混响室实验结果讨论了两种不同形式(平板式和圆筒式)的微穿孔空间吸声体的声学特性。文中有关价格性能比的分析,对设计应用也极具参考价值。由于它们的造型可有多种变化,亦为室内装饰提供了更多选择。与金属板相比,塑料膜片制成的微穿孔空间吸声体,则有质轻价廉,加工和吊装方便等优点。有关平板式空间吸声体的理论分析将另文介绍。     

微穿孔吸声体的应用

根据马大猷院士的微穿孔吸声理论,实验研究了微穿孔吸声体的声学性能,将其应用于多功能体育馆,获得了满意的室内音质效果.     

微穿孔板吸声结构水下应用研究

马大猷教授提出的微穿孔板吸声结构在空气噪声降低和隔离方面得到了广泛的应用,但未见水下应用的相关研究和报道。本文将空气中微穿孔板理论应用到水中,得到了水下微穿孔板吸声结构的吸声公式。通过理论分析,得出了微穿孔板结构直接应用于水中无法获得宽频吸收的结论。提出了通过匹配液将微穿孔板间接应用到水下的设想。设计了单层板和双层板吸声结构,并对它们的吸声特性进行了理论分析与仿真。结果表明,本文设计的微穿孔板吸声结构在水中能够获得优于空气中的宽频带吸声效果。实验测量了自制的微穿孔板吸声结构,吸声系数的测量值与理论曲线基本吻合,从而验证了理论分析的正确性。     

微穿孔板吸声体的研究进展

简述了马大猷教授的微穿孔板基本理论、微穿孔板吸声体在扩散声场以及在高声强环境下的理论要点。比较详细地讨论了30年来与马大猷教授所提理论相对应的实验研究结果及应用发展情况。基于马大猷教授的基本理论,提出了一种新的相关衍生结构——管束微穿孔板。对微穿孔板吸声体的发展趋势做了展望。表明:微穿孔板吸声体将成为新世纪的绿色理想吸声材料。     

水下微穿孔吸声体结构设计与试验研究

根据马大猷院士的微穿孔板(MPP)理论,提出在可设计的夹芯复合隐身结构的空腔中附加微穿孔板层的水下微穿孔吸声体。基于微穿孔板的精确计算理论及水下声隐身结构的特点,考虑空腔深度、穿孔板厚度、穿孔直径及穿孔率等对微穿孔板吸声性能的影响,对水下微穿孔吸声体进行了结构设计。利用脉冲声管法对水下微穿孔吸声体试样的吸声系数进行了测量,结果表明:水下微穿孔吸声体有效地拓宽了低频吸声频带,其微穿孔板结构参数的影响规律也与理论分析一致;对于多种吸声机理并存的水下微穿孔吸声体的空腔个数、形状及谐振特性等也是影响吸声性能的重要因素,在实际的工程应用中必须结合所关心的频带对水下微穿孔吸声体进行匹配优化设计。     

宽频带水声吸声材料

我们研究了消声水池用的宽带吸声器.为了增加丁基胶的损耗和可压缩性,用石粉作填料,得到了具有高损耗的吸声材料.用含气泡的（石至）石粉,可将橡胶的体积压缩形变转变为材料的剪切形变,致使材料的有效损耗因子随着气泡的体积率的增加而增加.
为了节省材料,选择了平板尖劈平行通道型吸声结构,它的总长是20cm和15cm（过渡部分分别为15cm和10cm）.通道宽度是3cm,在频率范围5—80kc/s,声压反射系数小于10%.     

声场的计算机模拟

本文首先评述两种主要的计算机模拟方法:Monte Carlo法和声线法;然后用本文发展的扩散反射声线法研究房间形状、吸声器分布以及吸声系数对混响的影响;最后以一个模拟教室为例,计算其混响时间,前80ms反射声的方向分布等声场参数,说明计算机模拟在房间声学中的应用。     

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。     

国产吸声材料的吸声系数测定的初步报告

本报告首先列举用驻波分析法所测得的若干国产吸声材料——包括纤维板,木屑板,木丝板,玻璃绵砖,毛毡及棉絮等等——的声波垂直入射的吸声系数,并对于吸声系数的定义以及几种不同吸声系数间的转换问题也作了简单的讨论。测量结果指出:许多产品吸声效率都很低,特别是在低频。(某些产品作为“薄板吸声”来控制室内音质是可以的,但不宜当作多孔性材料来使用。某些厂家在广告中注以“隔声”和“隔热”等名词尤其是不恰当的。)其次,对于(1)材料粉刷,涂漆,和穿孔的影响,(2)有效厚度和流阻的关系,以及(4)薄板,薄的多孔性材料,和穿孔吸声结构的吸声性能等,都作了测量,并附以必要的理论说明。对于穿孔吸声结构阐述较多,主要是由于这种吸声结构应用的范围可以很广泛而目前国内使用得还远不够多。最后作者们根据所测定的结果,对国内吸声材料的使用和制造提出了一些初步的建议。     

线性和非线性单频混响声场空间起伏的初步研究

对于线性单频混响声场的统计特性的研究人们曾做了许多工作,建立了均方根声压和平均声能密度统计分布理论。本文在此基础上推导出声压级统计分布函数,并把处理方法推广到混响室内在强大声源激发下的非线性单频混响声场,求得各谐波声场和总声场的统计分布函数。
本文实验采用数字测量技术,对混响声场进行了大量的测量,得到的实验结果与理论符合良好。     

关于声散射声

关于传播方向不同的两有限束的相互作用问题,历年来曾存在着分歧,分歧的焦点是:在公共区之外有没有二阶散射场?Ingard用间断函数ρ={e^j(wt-ky),|x|a 表示有限束(即所谓完全准直束),通过计算求得:在公共区外有二阶散射场。Westervelt讨论了两列平面波的相互作用,却得出否定的结论。实验上也同样出现分歧。AL-Temimi将空间分成内外两部分公共区,分别求解Westervelt方程,将所得到的解在边界上连接。结果表明,公共区之外有二阶散射场。此外,他还认为上述两种相反的结论能够相对地一致。本文讨论两束正交简谐波,将上述间断函数用二个阶跃函数之差表示,代入Westervelt方程求解。结果表明,由这种理想有限束所构成的二阶散射场不是真正的散射场,而是由于按界面分布的δ函数性质的偶极源与平面波相互作用所产生的场,它随着这种界面的消失而熄灭。而这种偶极面源如文献[3,4]所述是人为的,它是由于采用了不满足齐次波动方程的间断函数来表示一阶声场所带来的结果。本文进一步指出,从这种有限束出发求得的解却和文献[6]的结果相同。这就说明,上述两种相反的结论是不能相对地一致的。本文还对文献[6]的连接条件作了分析,并指出这些条件是不恰当的。根据本文的结果,作者认为用上述间断函数来表示有限束从而计算参量发射和接收阵也是有影响的。     

一种声、波同步显示的“拍”现象演示仪

本装置通过扬声器可分别发出两个单频音和合成后的拍音，同时利用激光将波形投影在墙上；可见（闻）度极高，还可单独利用激光演示光的干涉、衍射、偏振等现象。     

有源消声器消声机理的研究

本文从理论和实验两个方面对有源消声器的消声机理作了研究。理论和实验结果证明了当次级源为单指向声源时,初级源的声能量全部被次级声源所吸收,而没有能量被反射回上游方向。文中还对能量吸收的过程进行了探讨。     

声速测定中声强的综合衰减系数的测定

本对声速测定实验中声强的衰减进行分析,介绍测量声强综合衰减系数的实验方法并给出实验结果。     

用简易声强计测量声强

本文介绍作者装置的一台简易声强计,实测误差与理论分析结果符合良好。组成声强计传感器的两个传声器之间的相对相移对测量结果有明显的影响,特别是在频率低端会产生很大的误差,作者通过使用倒向平均法降低了误差。消声室和混响室里的模拟实验结果证实了声强测量能可靠地在现场确定声源的声功率。