阶梯式复合微穿孔板吸声特性研究

针对传统微穿孔板吸声频带较窄的问题,基于背腔分割机制和串并联并存的耦合机制,设计出不同阶数的阶梯式复合微穿孔板结构。首先,根据马氏理论和声电类比法推导出各阶复合微穿孔板的数学模型;随后,初步设定结构参数并通过comsol有限元仿真探究该复合穿孔板结构的吸声特性;在研究的频率范围内采用遗传算法对各阶复合微穿孔板进行优化;最后将优化后结构的吸声特性与优化前的进行对比分析,得出三者优化后的最大吸声系数分别为0.99、0.97、0.99。研究结果表明,所设计的阶梯式复合微穿孔板在0~3 000 Hz范围内吸声性能要优于传统的单层及双层串联微穿孔板,其中综合吸声性能和制造成本的考量,三阶复合微穿孔板平均吸声系数可达到0.88,吸声效果最佳。

复合微穿孔板吸声结构吸声特性分析及优化

针对传统微穿孔板吸声结构(Micro-Perforated Panel Absorber,MPPA)吸声带宽较窄的问题,基于微穿孔板串并联耦合机制,提出了三种不同结构形式的复合MPPA结构。首先,依据声电类比法推导出了复合MPPA法向入射吸声系数的解析计算模型;然后,通过初步设计结构尺寸参数,探究了该类吸声结构的宽带吸声特性;针对500~3600 Hz的目标吸声频段,采用多种群遗传算法对复合MPPA以及传统简单MPPA、串联MPPA、并联MPPA分别进行优化,对比分析了其最优吸声带宽;最后,利用有限元法对优化后吸声性能最佳的复合MPPA进行了吸声系数仿真测试以及对应的阻抗管实验测试。测试结果表明,所提出的复合MPPA的宽带吸声性能优于传统简单MPPA、串联MPPA和并联MPPA的吸声性能;在500~3600 Hz频段内,优化后吸声性能最佳的复合MPPA能够实现优异的宽带吸声,平均吸声系数高达0.92。该类吸声结构为宽带噪声控制提供了一定的参考。

改进型传递矩阵法的多穿孔率复合微穿孔板吸声性能研究

针对传统单层微穿孔板吸声体吸声带宽较窄的不足,本文研究了多穿孔率复合微穿孔板的吸声性能优化作用。基于体积流连续原理,采用改进型传递矩阵法,推导了多穿孔率复合微穿孔板吸声系数公式,探讨了多穿孔率对吸声性能的影响。数值仿真和实验验证表明,多穿孔率复合微穿孔板较传统单层板有更好的吸声带宽,不同穿孔率分布对微穿孔板吸声结构最大吸声系数的影响显著。