有限大背腔单层微穿孔板吸声体吸声特性研究

基于声有限元数值方法研究了有限大背腔单层微穿孔板吸声体的吸声特性.首先,建立了该类单层微穿孔板吸声体的有限元数值模型,并采用等效电路法对其准确性进行了验证.然后,基于已验证的仿真模型讨论了有限大背腔单层微穿孔板吸声体的斜入射吸声性能,以及背腔宽深比对其扩散场吸声系数的影响规律.结果显示,在正入射条件下,单层微穿孔板吸声体的吸声性能主要受到有限大背腔非切向模态的影响,而在斜入射条件下,主要受到切向模态的影响;不同入射角度的声波会激发有限大背腔不同的切向模态,从而改善单层微穿孔板吸声体的高频吸声性能;调整背腔宽深比能有效控制单层微穿孔板吸声体扩散场吸声系数曲线高频吸声峰的位置,并且存在最佳宽深比使其同时具有较高的吸声系数和较宽的吸声频带.本文可为噪声控制工程和室内声学设计提供有用的参考.     

微穿孔板吸声体的某些问题及计算机辅助设计

为使马大猷教授提出的关于微穿孔板吸声结构和吸声体的精确理论能够在生产实践中得到迅速而广泛的应用，本文进行了这方面的计算机辅助设计，并对其中的某些问题，如结构参数与吸声特性之间的相互影响及高声强环境下微穿孔极吸声体的设计特点等，进行了较为深入的分析和探讨．     

微穿孔吸声特性的数值分析

在微穿孔吸声体的理论基础上,编制了微穿孔板吸声体学特性的数值分析程序,通过计算实例的分析,探讨了微穿孔板噪声体的多频吸声特性。     

微穿孔板吸声结构计算及其应用

微穿孔板吸声结构具有吸声系数高、吸收频带宽等优点，广泛应用于噪声控制的各个领域。根据马大猷的微穿孔吸声理论，总结了微穿孔板吸声结构的吸声原理，并用基于此理论的计算结果与在低频、中频驻波管中实验的结果进行对比，得到了比较满意的结果。采用微穿孔板吸声结构，进行汽车发动机隔声降噪模拟实验，结果表明，微穿孔板吸声结构具有良好的降噪功能。微穿孔板吸声结构的吸声性能的初步研究，为微穿孔板吸声结构在工程中的应用提供了依据。     

机械阻抗与微穿孔板组合结构吸声特性的研究

机械阻抗板(MIP)与微穿孔板(MPP)结合形成微穿孔板组合结构,提高了传统微穿孔板的低频吸声性能,为了获得更好的吸声效果,研究机械阻抗对组合结构吸声的影响。计算找出影响机械阻抗板吸声性能的主要因素,得到机械阻抗板的面积和质量对吸声特性的影响规律:在阻抗板材质厚度及粘弹性材料不变的情况下,增加阻抗板面积,吸声带宽变窄,共振频率向低频移动;在阻抗板材质面积及粘弹性材料不变的情况下,减小阻抗板质量,吸声带宽增加,共振频率向高频移动。在工程实际应用中要保证吸收特定频率的噪声,当阻抗板直径从100 mm增加到200 mm的时候,板厚需要从1 mm减小到0.5 mm,板的固有频率从320 Hz回到380 Hz;当阻抗板直径增加到400 mm,而板厚不能减小的情况下,需要通过提高粘弹性材料的弹性来达到应用效果。     

单层微穿孔板吸声性能的研究

设计具有不同穿孔率和不同厚度的微穿孔板,测试其吸声性能。以马大猷教授的微穿孔板吸声理论为基础,厚度增加会提高微穿孔板的吸声系数,但是微穿孔板厚度增加会减小高频范围内的吸声频带,穿孔率越大,微穿孔在高频率范围内具有宽的吸声频带。同时比较了Fok的考虑微穿孔间的相互影响的模型与实验测试结果相比较可知,考虑微穿孔间的相互影响的模型更接近实验结果。同时研究了微穿孔板吸声的模型,通过和实验获得的数据比较可知,考虑微穿孔间的相互影响的模型更和实验数据更接近。     

穿孔率和厚度对单层微穿孔板吸声性能的影响

设计具有不同穿孔率和不同厚度的微穿孔板,测试其吸声性能。以马大猷教授的微穿孔板吸声理论为基础,厚度增加会提高微穿孔板的吸声系数,但是微穿孔板厚度增加会减小高频范围内的吸声频带,穿孔率越大,微穿孔在高频率范围内具有宽的吸声频带。同时比较了Fok的考虑微穿孔间的相互影响的模型与实验测试结果相比较可知,考虑微穿孔间的相互影响的模型更接近实验结果。同时研究了微穿孔板吸声的模型,通过和实验获得的数据比较可知,考虑微穿孔间的相互影响的模型更和实验数据更接近。     

穿孔板吸声结构的频率特性分析

分析了亥姆霍兹共鸣器的共振频率特性，导出了穿孔板吸声结构吸声的中心频率、频带宽度、上限频率及下限频率的估算公式，为设计、制作理想的穿孔板吸声结构提供了参考．     

运用弹性支撑背板提高微穿孔板低频吸声性能

为了提高微穿孔板结构的低频吸声性能,将传统微穿孔板结构的刚性背板改进为弹性支撑背板,通过理论计算和试验对这一改进进行研究.由等效电路图推导出弹性支撑背板单元的矩阵,运用传递矩阵方法,将其和空腔单元矩阵、微穿孔单元矩阵进行串联,建立新结构的理论模型.通过振动试验测量弹性支撑背板的阻尼系数和刚度系数,计算出结构的吸声系数,并与驻波管试验的测量结果对比.结果表明:理论计算和试验结果吻合良好;改进设计的微穿孔板结构同时利用了微穿孔板的腔共振吸声和背板的机械阻抗吸声作用,能够在不增加结构厚度的情况下提高低频吸声性能,并且同时保持中高频吸声效果.     

微穿孔板作护面板对多孔材料吸声效果的影响

分析了微穿孔板做护面板对多孔材料吸声效果的影响。通过实验测得多孔材料的复阻抗和复波数,给出了复合结构的吸声系数计算公式,并在阻抗管内进行实验验证,实验结果与理论计算吻合良好。实验结果表明,使用微穿孔板作多孔材料护面板,具有较低声阻抗的微穿孔板能减小对多孔材料高频吸声性能的影响;具有较高声抗的微穿孔板会更好的提升多孔材料的低频吸声效果,但会使吸声系数在高频下降严重,同时过高的声阻会使吸声系数峰值下降。     

透明微穿孔膜构造的吸声性能测量

为了研究微穿孔膜墙面吸声结构和空间吸声体的声学特性，在混响室中对8组墙面吸声体与7组空间吸声体的宽频带吸声系数进行了测量，以探讨吸声体的构造与其声学特性之间的关系．测量数据表明，微穿孔膜墙面吸声构造和空间吸声体具有良好的声学性能．该测量数据可以直接应用于实际声学工程，也可以用来与理论计算进行比较研究．     

微穿孔黏性超表面的低频宽带吸声机理

针对传统材料难以有效吸收低频噪声且带宽较窄的问题,提出了一种微穿孔黏性超表面的低频宽带吸声机理,并设计了多元胞超表面结构,其中每个元胞由微穿孔板和折叠背腔组成。首先利用有限元仿真和理论公式计算单个元胞的吸声性能,并与传统亥姆霍兹共振器结构进行对比,发现该结构具有优异的高阶峰值,而且峰值带宽增加约1倍,基于此提出了实现低频和宽带的机理;然后分析了典型结构参数对吸声特性的影响规律,如吸声面积比、小孔直径及背腔深度等;最终通过多单元峰值间严格耦合,设计了由8个元胞组成的宽带吸声超表面。结果表明:吸声超表面厚度仅为6 cm,在频段550～2 500 Hz范围内实现连续优异的吸声带宽,平均吸声系数高达90%以上。该结构具有厚度薄、频带宽且强度好等特点,在消声室、工厂和航空等场合具有广泛的应用前景。     

组合腔型吸声覆盖层的声学特性分析

采用波导有限元方法分析了组合腔型吸声覆盖层单元的轴向波传播和损耗特性,并结合传递矩阵建立了该结构覆盖层声学特性的分析模型.以组合型圆台空腔吸声覆盖层为例,分别从波型转换和轴向波传播特性的角度分析了不同大小的空腔嵌入改变吸声覆盖层声学特性的规律.结果表明,随着大腔嵌入比例的增加,吸声系数的峰值频率逐渐向低频偏移,改善了低频吸声性能.     

双层板内插微穿孔板的隔声性能

提出一个在双层板内插入微穿孔板的隔音结构,微穿孔板与双层板平行,把双层板间的腔体一分为二.对结构建立全耦合的数值模型,微穿孔板与双层板均为有限大板,考虑边界条件,计算得到结构的声传播损失.通过实验对所建立的全耦合数值模型进行验证,计算结果与实验结果符合较好.对微穿孔板的位置、穿孔率、板厚以及微孔孔径进行数值计算研究.计算结果表明:相对传统的双层板或者无微穿孔板的三层板结构,内插了微穿孔板的双层板结构在低频的声传播损失效率有所提高;通过适当的微穿孔板参数设置,该结构可以在低频达到较好的隔声效果.     

具有双背压腔涡旋压缩机的研制

设计了一种具有两个背压腔的新型自调背压机构,并系统地分析了带有这种自调背压机构涡旋压缩机的工作原理．通过计算涡旋盘端面摩擦损失功率和泄漏量,讨论了这种自调背压机构的主要性能,并对此结构进行了优化分析．试验结果表明,带有新型自调背压机构的涡旋压缩机性能较同类机型有明显提高．     

微穿孔板共鸣器的设计与应用

W.Neise和G.H.Koopman首次采用了共鸣器对风机进行降噪，这种方法不影响，风机的空气动力性能。但是共鸣器的长度、口部穿孔率及孔径等参数还没有普遍规律可循，只能通过试验加经确定，本文将共鸣器与微穿孔板吸声理论结合起来，以9－28－I4A离心通风机为试验机，对共鸣器及其参数进行进一步研究。     

具有不等差错保护特性的Raptor码研究

提出一种新的构造具有不等差错保护(UEP)特性的Raptor码方案,联合优化UEP-LDPC码和UEP-LT码改善重要信息比特(MIB)的性能,推导了构造码在二进制删除信道(BEC)上的密度进化(DE)公式.使用DE公式,优化了构造的UEP-Raptor码.仿真结果表明,相比UEP-Raptor码,作者构造的码对MIB和次要信息比特(LIB)都能提供更好的性能.     

微穿孔板消声器各参数的最佳配置

本文根据文献〔1〕的吸声系数公式,利用计算机进行大量运算,从10500组参数配置中得出微穿孔板消声器的各参数最佳配置及各参数的最佳范围.为从事这项工作的人们提供了方便,能减少设计中的复杂计算。     

微穿孔板结构声学特性的数值分析

文中编制了微穿孔板结构的数值分析程序,通过计算实例,对微穿孔板结构的声学特性进行了探讨。