变截面微穿孔板吸声降噪研究
发布时间：2023-03-04 13:28
安全是一切活动的基础,宁静是人类不懈的追求,安全生产和宁静生活均要求我们对嘈杂的噪声进行控制,控制手段主要包括吸声、隔声和消声,而吸声材料均发挥重要作用。40年前,马大猷院士提出了微穿孔板吸声结构,它是由穿以大量微孔的薄板加后部空腔构成,其具备中低频吸声性能较好、无需填充多孔材料、质轻坚固、耐候性能优良、无二次污染等特点,广泛应用于建筑、工业和交通等领域,是未来最具发展潜力的吸声材料。微穿孔板依靠结构与声波发生共振而消耗声能达到吸声,其声阻与空气特性阻抗相接近且声抗较小使其具备较好的吸声性能,其最大有效吸声带宽超过3个倍频带。然而经典微穿孔板往往吸声频带较窄、结构强度较小,实际应用中常采用多层结构、或与其他结构复合或背腔分割优化等方法提升其综合性能,但又经常受限于使用空间、安装条件和工程造价等因素。为了提升厚板的吸声性能,变截面微穿孔板应运而生。近年来,学者们针对锥形孔等渐变结构开展了研究,而针对突变结构的认识仍停留在实验阶段,缺乏系统的理论研究。本文梳理了微穿孔板的理论基础,完善了其末端声阻抗修正模型,深入研究了阶梯型和错位型两种突变结构的吸声性能,阐明了目前商业化吸声性能最佳的微孔...
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
abstract
符号
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 存在的问题
1.1.3 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 微穿孔板的理论
1.2.2 微孔的成型工艺
1.2.3 微穿孔板的研究方法
1.2.4 微穿孔板的工程应用
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
1.4 论文结构安排
1.5 本章小结
2 微穿孔板吸声结构理论基础
2.1 声波在管中的传播
2.2 亥姆霍兹共鸣器
2.3 直通型微穿孔板
2.3.1 孔内效应
2.3.2 末端效应
2.3.3 微孔之间相互作用
2.3.4 几何参量对吸声性能的影响规律
2.3.5 整体吸声结构的声阻抗
2.4 渐变型(小锥角)微穿孔板
2.5 本章小结
3微穿孔板的热粘性声学仿真和吸声性能实验
3.1 热粘性声学仿真
3.1.1 COMSOL Multiphysics?有限元仿真软件热粘性声学模块
3.1.2 仿真建模
3.1.3 传递阻抗的计算
3.2 吸声性能实验
3.2.1 传递函数法测试的理论背景
3.2.2 法向吸声性能实验
3.2.3 无规入射吸声性能实验
3.3 本章小结
4 声阻抗末端修正等效额外孔长模型研究
4.1 仿真建模
4.2 截面声阻抗沿微孔轴向变化
4.3 声阻抗末端修正等效长度系数
4.4 整体结构声阻抗
4.5 本章小结
5 突变截面微穿孔板声学性能研究
5.1 阶梯型突变截面微穿孔板
5.1.1 孔内声学特性分布
5.1.2 突变处声阻抗
5.1.3 吸声性能实验验证
5.1.4 渐变型(大锥角)微穿孔板
5.2 错位型突变截面微孔板
5.2.1 孔内声学特性分布
5.2.2 等效几何参数
5.2.3 几何参数对吸声性能的影响
5.2.4 仿真声阻抗
5.2.5 吸声性能实验验证
5.3 本章小结
6 变截面微穿孔板吸声降噪应用研究
6.1 微孔金属吸音板SOUND MICRO板
6.1.1 几何参数
6.1.2 孔内声学特性分布
6.1.3 微缝孔的声阻抗末端修正
6.1.4 三角孔的末端声阻抗
6.1.5 整体结构的声阻抗
6.1.6 吸声降噪应用
6.2 面向工程应用的变截面微穿孔板结构优化
6.2.1 微穿孔板的吸声性能极限
6.2.2 微缝孔的声阻抗特性
6.2.3 变截面结构
6.2.4 变截面微缝板
6.3 本章小结
7 总结与展望
7.1 主要研究结论
7.2 主要创新点
7.3 展望
参考文献
致谢
附录
本文编号：3754369
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
abstract
符号
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 存在的问题
1.1.3 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 微穿孔板的理论
1.2.2 微孔的成型工艺
1.2.3 微穿孔板的研究方法
1.2.4 微穿孔板的工程应用
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
1.4 论文结构安排
1.5 本章小结
2 微穿孔板吸声结构理论基础
2.1 声波在管中的传播
2.2 亥姆霍兹共鸣器
2.3 直通型微穿孔板
2.3.1 孔内效应
2.3.2 末端效应
2.3.3 微孔之间相互作用
2.3.4 几何参量对吸声性能的影响规律
2.3.5 整体吸声结构的声阻抗
2.4 渐变型(小锥角)微穿孔板
2.5 本章小结
3微穿孔板的热粘性声学仿真和吸声性能实验
3.1 热粘性声学仿真
3.1.1 COMSOL Multiphysics?有限元仿真软件热粘性声学模块
3.1.2 仿真建模
3.1.3 传递阻抗的计算
3.2 吸声性能实验
3.2.1 传递函数法测试的理论背景
3.2.2 法向吸声性能实验
3.2.3 无规入射吸声性能实验
3.3 本章小结
4 声阻抗末端修正等效额外孔长模型研究
4.1 仿真建模
4.2 截面声阻抗沿微孔轴向变化
4.3 声阻抗末端修正等效长度系数
4.4 整体结构声阻抗
4.5 本章小结
5 突变截面微穿孔板声学性能研究
5.1 阶梯型突变截面微穿孔板
5.1.1 孔内声学特性分布
5.1.2 突变处声阻抗
5.1.3 吸声性能实验验证
5.1.4 渐变型(大锥角)微穿孔板
5.2 错位型突变截面微孔板
5.2.1 孔内声学特性分布
5.2.2 等效几何参数
5.2.3 几何参数对吸声性能的影响
5.2.4 仿真声阻抗
5.2.5 吸声性能实验验证
5.3 本章小结
6 变截面微穿孔板吸声降噪应用研究
6.1 微孔金属吸音板SOUND MICRO板
6.1.1 几何参数
6.1.2 孔内声学特性分布
6.1.3 微缝孔的声阻抗末端修正
6.1.4 三角孔的末端声阻抗
6.1.5 整体结构的声阻抗
6.1.6 吸声降噪应用
6.2 面向工程应用的变截面微穿孔板结构优化
6.2.1 微穿孔板的吸声性能极限
6.2.2 微缝孔的声阻抗特性
6.2.3 变截面结构
6.2.4 变截面微缝板
6.3 本章小结
7 总结与展望
7.1 主要研究结论
7.2 主要创新点
7.3 展望
参考文献
致谢
附录
本文编号：3754369
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/3754369.html