多层高分子复合结构斜入射声波吸声性能

研究了多层高分子复合结构在斜入射声波作用下, 各层材料动态力学性能参数和几何参数变化对其吸声性能的影响规律。应用三维传递矩阵数学模型计算了多层复合结构对垂直入射声波的吸声系数, 并与实验结果进行了对比。结果表明计算结果与实验结果基本一致。利用此数学模型分析了各层材料厚度、模量、损耗因子及泊松比变化对吸声性能的影响。分析结果表明, 各因素变化对吸声性能影响较大, 且外层材料性能参数变化对吸声性能的影响明显大于内层材料性能参数变化对吸声性能的影响。      

有源声吸收单元吸声量计算及吸声机理研究

多个有源吸声单元可构成有源吸声层，用于吸收任意方向入射的低频声波。本文利用声弹性理论研究吸声单元的声场与振动特性，从理论上计算了有源控制前后吸声单元的吸声性能，研究了影响吸声效果的诸因素以及吸声机理。     

斜入射下水中隐身夹芯复合材料附体结构声学设计

摘 要：将隐身夹芯复合材料代替附体结构钢质壳板,建立了斜入射条件下水中隐身夹芯复合材料结构的声学模型;从水声波动方程出发,推导了二维空间声波斜入射时的传递矩阵,及带空腔水附体结构的声反射系数和吸声系数表达式;对带空腔水附体结构模型进行了垂直入射声学试验,试验结果与传递矩阵法数值计算吻合较好;对试验模型进行了斜入射下声学性能数值计算,分析了入射角对反射系数和吸声系数的影响;考虑斜入射下夹芯层厚度、密度、损耗因子、及水层厚度等对隐身附体结构声学性能的影响,应用数值方法对水中隐身夹芯复合材料附体结构进行了声学设计,分析了各层材料参数和几何参数对隐身结构反射系数和吸声系数的影响规律。     

局域共振型腔体结构吸声瓦的斜入射吸声特性研究EI北大核心CSCD

吸声瓦的吸声特性对于水下航行器的声隐身性能具有重要影响。综合考虑空腔覆盖层的结构和局域共振型薄膜材料的低频吸声性能,利用COMSOL软件建立了局域共振型腔体结构的吸声瓦的有限元模型,研究了其在10~2000 Hz内对斜入射声波的吸声性能,采用振动位移云图揭示其吸声机理,通过位移矢量图和动能密度分布图分析入射角度影响吸声性能的原因。研究结果表明:该吸声瓦的吸声系数随频率的增大、斜入射角度的增大而增大;吸声机理为上下空腔的收缩与扩张引起纵波向损耗因子较大的横波转化,以及局域共振结构的反共振消耗声能,二者共同作用提高吸声瓦的吸声性能;斜入射声波使得吸声瓦横向位移增大,转化成的剪切波增多;斜入射角度越大,吸声瓦的动能密度越高,消耗声能越多,因此吸声性能增强。研究结果可为吸声瓦的低频吸声特性设计提供理论指导。     

局域共振型腔体结构吸声瓦的斜入射吸声特性研究

吸声瓦的吸声特性对于水下航行器的声隐身性能具有重要影响.综合考虑空腔覆盖层的结构和局域共振型薄膜材料的低频吸声性能,利用COMSOL软件建立了局域共振型腔体结构的吸声瓦的有限元模型,研究了其在10～2 000 Hz内对斜入射声波的吸声性能,采用振动位移云图揭示其吸声机理,通过位移矢量图和动能密度分布图分析入射角度影响吸...     

平面结构有源声吸收理论研究

构建了平面结构的有源吸声结构,以吸收空间任意方向入射的声波,使结构对入射声波的反射最小,实现有源吸声降噪,考虑初、次级结构间耦合声场对结构反射声功率的影响,并利用声功率近场计算方法推导了在斜入射平面波作用下,有源控制前后结构的反射声功率计算公式;并以反射声功率最小准则,得出结构最优吸声效果.通过计算机仿真分析,研究了不同情况下结构的吸声效果.     

采用特性阻抗匹配的半主动组合吸声材料与结构

由于主动吸声在低频声波入射时方有吸声效果,而在中高频声波入射时,吸声效果不明显。鉴此,采用一种新的半主动吸声方法;即由一层吸声材料和可移动的刚性壁组合结构,改变刚性壁移动的速度,使吸声材料的表面声阻抗与空气的阻抗相匹配,从而使吸声材料的吸声系数达到最大。最后,对平面入射声波进行了数值计算与实验,结果表明：在100～2 000 Hz时,吸声系数能达到0.8～1.0,而对于更高频率的入射声波,用此方法进行纯主动吸声的效果改善不明显。     

含有空气背衬层的分层多孔材料的吸声性能研究

根据声波在介质中的传播规律,计算了声波垂直入射到含有空气背衬层的分层多孔材料吸声结构的吸声系数。以含有空气背衬层的双层泡沫铝结构为例,研究了各层泡沫铝的设计参数和空气背衬层厚度变化对吸声结构吸声系数的影响规律。研究表明:随着各层孔隙率增加、或厚度增加、或流阻率增加,双层泡沫铝空气背衬层吸声结构的吸声系数逐渐增大;在低频段增加空气背衬层厚度,吸声系数增大,且最高吸声系数表现出向低频迁移的趋势;在中频段,当增加各层孔隙率或流阻率时,没有空气背衬层的双层泡沫铝吸声结构则呈现出更好的吸声性能。合理调整各层材料的设计参数,可在较宽频段上达到满意的吸声效果。     

水下多层均匀材料垂直入射的声特性分析

采用传递矩阵方法研究了材料特性、几何参数对水下多层均匀复合结构声学性能的影响,给出了吸声系数的理论公式并开展了计算仿真。研究表明:不同橡胶材料对复合结构吸声性能有显著影响;增加复合结构层次有利于改善结构吸声特性,特别是改善低频吸声特性。     

双层微穿孔结构扩散场吸声特性

本文在单层微穿孔结构的基础上,考虑到实际应用的声场条件和采用双层结构的要求,导出双层结构在扩用场中的声阻抗及吸声系数计算公式,分析了其在扩散场中的吸声性能,指出不能直接用垂直入射声波条件下的结果来判定某一双层结构在扩散场中吸声性能的优劣。并将理论计算结果和混响室中的测量结果进行比较,结果证明,理论计算可以较准确地预测实际结构的吸声性能。根据理论分析所设计的软件可以方便地进行双层或多层复合微穿孔结构     

分层多孔材料吸声结构的性能分析

利用声波在分层介质中的传播方程,给出了由不同种吸声材料复合而成的多层吸声结构吸声系数的递推计算公式。继而以由多孔吸声材料复合而成的双层吸声结构为基础,通过数值仿真,深入分析了内外层材料的厚度、孔隙率、和微孔半径变化对吸声系数的影响。以导出的递推计算公式为基础,通过仿真实验研究了分层吸声结构的参数优化设计。结果表明：由多孔材料复合而成的分层吸声结构具有良好的吸声效果,通过合理配置各层材料结构参数,可以在较宽的频段上达到较为满意的吸声效果,从而为相应产品的开发提供了理论依据     

《基于混响法测试架空水膜的吸声特性》

对于水声特性的研究有很多,但目前主要集中在其传声及反射声特性的研究。有关水与其他吸声材料复合使用时吸声特性的研究和报道很少。基于架空薄膜吸声原理,提出在架空薄膜上铺水膜的新型构造和通过改变水膜厚度调节复合材料吸声特性的方法。 并利用混响室法实验测试该复合结构的扩散吸声系数,测试结果很好地说明了该复合材料具有较好的吸收低频声能力,且吸收特性与水膜厚度有关。     

A novel impedance matching material derived from polymer micro-particles

The acoustic properties of three kinds of polymeric micro-particle materials have been investigated. Based on it, a novel sound absorption material with multi-layered structure has been fabricated by using polymeric micro-particles with low reflection as matching layer and high sound absorption one as sound energy attenuation layer. To optimize the absorption characters in demanded frequency regions, a double impedance matching layers have been created. The experimental results show that the particle materials fabricated by the principle of impedance matching processes excellent sound absorption character in wide frequency regions.     

水下覆盖层结构的声学特性分析

根据波动理论应用分层分析的方法得到了不同入射角度、不同背衬情况时声波在水下覆盖层结构中的吸声、反射系数以及透射损失等,并数值计算了不同入射角度下三种背衬条件下的透射损失,分析表明:声波垂直入射时透射损失性能最差;水背衬时水下覆盖层结构的透射损失低频时很小,中高频时急剧增加;单壳背衬低频时壳体本身起主要的吸收作用;中高频时水下覆盖层结构的吸收作用逐渐明显;双层壳背衬时其透射损失频响曲线出现谐振峰,削弱水下覆盖层结构的声学性能,总体来说,敷设非均匀结构要优于敷设均匀结构。     

斜入射水下复合结构隔声特性研究

基于无限大弹性体和粘弹性体的波传递理论,采用传递矩阵的方法,对斜入射情况下的透射系数和隔声量进行了理论推导,考虑了声波在橡胶中传播所产生的剪切力,并就单层复合结构的隔声性能进行了详细的研究,进而也分析了多层复合结构的隔声性能.分析表明:软质阻尼材料能明显改善结构的隔声性能;相对来说入射角度和材料的厚度对隔声性能的影响比较复杂;而对于多层复合结构而言,面层橡胶的选取尤为重要,一般采用软质橡胶材料来得到大的隔声量.     

板膜耦合微穿孔板消声器的性能试验分析

为了使微穿孔板消声器具有低频宽频带吸声性能，文章提出一种将刚性微穿孔板与柔性微穿孔薄膜复合而成的微穿孔平面，并利用平均速度法预测了其吸声效果。文章分析了薄膜面积占比、薄膜厚度、背腔深度对吸声效果的影响。由分析结果可知：板膜耦合微穿孔板消声器与刚性微穿孔板消声器相比，吸声频带宽度从260 Hz拓宽到了650 Hz，与柔性微穿孔板消声器相比，在一定频率范围内吸声系数从0.55提高到0.75，通过适当改变薄膜厚度、背腔高度以及薄膜面积占比能控制微穿孔板吸收峰和薄膜共振吸收峰的相对位置，消声器可获得较好的吸声效果。研究成果可进一步拓宽微穿孔板消声器在低频降噪领域的应用范围。     

混浊海水声吸收与温度、盐度、压强关系

混浊海水的声吸收和声散射特性对水声探测设备工作性能的影响较大。通过经验公式仿真分析了温度、盐度和压强对低频段、低悬浮泥沙颗粒浓度混浊海水声吸收的影响。结果表明:温度和盐度对混浊海水声吸收的影响较大,而压强对混浊海水声吸收的影响可以忽略。构建并研制了一套混浊海水声吸收特性测量系统,实验研究了温度对混浊海水声吸收的影响,声吸收系数随温度的变化规律与仿真结果吻合较好。此研究成果可对混浊海水中的声传播建模、声纳探测系统设计及声纳性能的评估等提供一定参考。     

对两种吸声系数测量方法的讨论

某黑色聚氨酯材料样本放置于自行设计的管道脉冲吸声测量装置的管道中间以及管道末端并紧贴刚性背衬两种情况下,利用产生的1ms的巴特沃斯函数声脉冲测量其吸声系数。样本放于声管末端的反射法测量结果与B＆K4206阻抗管测量结果相近;而放于声管中间的透射法测量结果与反射法有区别。从声能量角度解算了两种测量的平均吸声系数表明：相比于单层样品,双层样品的透射法测量结果与反射法更接近。     

黄麻纤维毡吸声模型构建与试验验证

为更好地指导黄麻纤维毡的产品设计与应用,开展基于JCA吸声模型的黄麻纤维毡声学有限元模型构建与验证研究。利用阻抗管测取黄麻纤维毡吸声系数,并辨识出用JCA吸声模型表征的黄麻纤维毡相关物理特征参数,基于所建立黄麻纤维毡声学有限元模型获取其吸声系数和声压、声能分布。研究表明,黄麻纤维毡在高频率范围内具有较好吸声性能,其在中、低频范围内的吸声系数随频率的增加近似呈线性增加;JCA吸声模型能较好描述黄麻纤维毡吸声性能;基于COMSOL软件所建立黄麻纤维毡声学有限元模型是可靠的,可用于植物纤维材料吸声性能的仿真分析。     

吸声系数的传递函数法仿真计算

为得到吸声材料的吸声系数,提出了一种基于Virtual.Lab Acoustics平台的阻抗管模拟方法,建立阻抗管和试件的声学模型,提取声学计算得到的传声器测点处的复声压,然后基于传声器间距、传声器与试件距离,得到传声器测点位置的传递函数及吸声系数。将该方法的计算结果与文献值进行对比,验证了文中传递函数及吸声系数计算方法的正确性。通过仿真分析了阻抗管直径、传声器测点位置对计算吸声系数的影响,说明传声器测点位置可极大影响计算的吸声系数。对阻抗管内试件倾斜角度、试件厚度和试件后侧空气柱等对吸声系数的影响进行了定量计算。