高声强双层穿孔结构的吸声计算

对高声强下不同的穿孔结构非线性声阻抗模型进行比较,分析入射声压对穿孔吸声结构声阻抗的影响,并提出双层穿孔结构的改进传递矩阵法。不同声阻抗模型的实验和计算结果表明,入射声压级小于140 dB时,Park模型和Maa模型的计算结果与实验数据吻合良好;入射声压级为140~150 dB时,Laly模型的计算结果更接近实验结果。对于高声强下的双层及多层穿孔结构,在所提出的改进传递矩阵法中,根据传递矩阵计算得到各层板表面声压级,每层穿孔的声阻抗根据声压级和穿孔参数进行计算,进而得到总声阻抗。结果表明,入射声压级为120~150 dB时,双层穿孔结构的改进传递矩阵法计算结果与实验数据吻合良好。

螺旋桨穿孔结构声学软叶片设计与试验研究

对转螺旋桨气动噪声的产生机理十分复杂,而且螺旋桨飞机并无短舱声衬等被动降噪部件可以在传播过程中吸收噪声,螺旋桨噪声会直接辐射向机身和周围环境,噪声问题突出,降低螺旋桨噪声源强度是研制低噪声螺旋桨飞机的关键。采用CFD和远场噪声评估相结合的方法,通过在螺旋叶尖吸力面前缘布置“小孔+贯穿通道”结构,构成“软叶片”模块,以平衡叶片前缘处的压力峰值,降低螺旋桨产生的载荷噪声;根据设计结果加工制造出常规桨和软叶片螺旋桨,依托对转螺旋桨气动噪声试验系统开展气动噪声试验。结果表明:在所测试的工况范围内,穿孔结构对转螺旋桨可以在保证气动性能的前提下有效降低噪声,在对飞机舱内影响最显著的90°指向角处,二阶通过频率处降噪量达5 dB。

海水老化下类填充微穿孔板结构水下吸声材料的性能及其寿命预测

针对现阶段潜艇用水下吸声材料的低厚度强低频吸声的性能诉求,基于三维间隔织物,将兼具多孔和共振吸声特性的类填充微穿孔板(F-MPPL)结构引入常规空心微珠填充水下吸声材料(HBF复合材料)中,设计出新型三相复合水下吸声材料(F-MPPL复合材料)。鉴于海中复杂环境对水下吸声材料声学性能的影响,采用人工海水浸泡的方法对F-MPPL复合材料进行海水老化,结果发现老化12个月后的F-MPPL复合材料平均吸声系数下降了13.6%。同时,基于海水老化下孔隙率和穿孔率的变化对最终宏观模型仿真结果的影响,对F-MPPL复合材料的水下吸声性能寿命进行预测发现,模型可准确预测材料吸声峰值的位置,但对材料吸声系数峰值的大小预测稍有偏差。研究结果可为各类水下吸声材料的吸声性能老化研究提供实践经验,并为F-MPPL结构在海水老化下的长期寿命预测及性能优化提供理论参考。

遗传算法在双层微穿孔结构优化设计中的应用

影响双层微穿孔结构的参数很多,其声阻抗及吸声系数的计算复杂。以双层微穿孔板的吸声量为优化目标,穿孔率、孔径及空腔深度为优化参数,研究基于遗传算法对双层微穿孔结构进行优化设计。通过计算程序,验证了该算法的可行性和有效性。与以前的算法比较表明,经优化过的双层微穿孔板的吸声效果有明显的提高。

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，导出双层结构在扩散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。

微穿孔板吸声结构的研究进展

微穿孔板共振吸声结构在噪声控制上有着优异的表现,受到广大科研人员的关注。笔者介绍了近年来与微穿孔板共振吸声结构相关的理论研究,包括微穿孔吸声结构的吸声特性以及吸声带宽的理论极限;探讨了微穿孔板和超微孔板的制造技术及这些技术的优缺点;分析了组合微穿孔结构的相关理论计算及试验仿真。在总结前人研究成果的基础上,指出了微穿孔板共振吸声结构在理论研究和实际应用中存在的问题,并对该研究领域的发展趋势做了展望。

风力机穿孔型阻尼抑颤叶片结构研究

为实现大型风力发电机长展型叶片阻尼抑颤，从调节阻尼叶片的结构阻尼和结构刚度出发，提出穿孔型阻尼抑颤结构叶片（简称穿孔阻尼叶片）。通过建立弯扭耦合振动模型分析穿孔阻尼叶片的结构稳定性，并基于约束阻尼结构理论研究其结构参数对抑颤性能的影响。结合某1500kW风力机叶片相关参数，分别建立无阻尼、阻尼和穿孔型阻尼抑颤叶片结构，并对其抑颤性能和结构性能进行仿真分析。对比结果表明，穿孔阻尼叶片既有较高的结构阻尼，又有良好的结构刚度。

微穿孔板结构抑制声不稳定燃烧实验

目前抑制燃烧室内声不稳定燃烧的声学装置主要有:隔板、声腔、四分之一波管及赫姆霍兹谐振器等,提出了采用基于赫姆霍兹共振吸声原理的微穿孔板结构作为抑制燃烧室内声不稳定燃烧的装置,由于燃烧室内的高温条件,因此同时考虑了热传导作用对于微穿孔板结构吸声性能的影响。通过ANSYS建立实验测试用燃烧室模型,利用专业声-振分析方面的CAE软件SYSNOISE对实验用燃烧室模型进行数值仿真计算,并与实验结果具有较好的一致性,尤其是在所设计的微穿孔结果的共振频率附近,可以有效地抑制共振峰处的声压值,具有较好的声抑制效果。

非等厚空腔微穿孔吸声结构的声学特性研究

对非等厚空腔微穿孔吸声结构提出一种垂直入射吸声系数的计算方法。该方法根据微穿孔板吸声体理论求得微穿孔板的声阻抗率;借助声场分析软件求得非等厚空腔的输入声阻抗率;由声电类比原理求得吸声体的吸声系数。3种三棱柱吸声体和一种圆锥吸声体的计算和实验测试表明,该方法的预测结果与驻波管测试结果吻合较好。该方法可用以代替实验对非等厚空腔微穿孔吸声体进行吸声性能的预测,简化了设计工作。

应用微穿孔板吸声结构的飞机座舱内部噪声控制实验研究

针对某些特殊情况下飞机座舱内部噪声过大的实际情况,对其进行了噪声无源控制实验研究。以某飞机座舱模型为研究对象,利用微穿孔板吸声结构成功实现了一套飞机座舱模型内部噪声无源控制系统。同时利用Cada-X结构动力学分析系统建立了一套振动噪声控制性能测试系统,可广泛应用于各种振动噪声有源、无源控制系统的控制性能测试。同时对所设计的微穿孔板吸声结构吸声系数进行了理论计算和实验测量,对比结果表明其一致性良好。最后利用该测试系统对飞机座舱模型噪声无源控制系统进行了控制性能测试,控制效果明显。从而说明了此方法对飞机座舱内部噪声抑制的有效性和可行性。

微穿孔板共振吸声结构在飞机喷流噪音控制上的应用研究

分析了飞机的喷流噪声产生机理,讨论了喷流噪声的控制技术。并将穿孔板共振吸声结构降噪技术应用到飞机的推进系统中,用以降低喷流噪声,并对其实际降噪效果进行了比较分析。

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。

微穿孔吸声结构平均吸声特性分析

提出针对微穿孔吸声结构的"平均吸声系数"概念,并通过计算机编程计算分析确定带宽内不同微穿孔结构"平均吸声系数"的变化规律,得到微穿孔结构参数变化时"平均吸声系数"的极值及所对应的微穿孔结构参数。所提出的微穿孔结构的设计步骤为微穿孔结构的实际应用和设计提供有价值的参考。

微穿孔板结构声反射与吸收特性的实验和应用(英文)

依据马大猷教授的微穿孔板基本理论,在对微穿孔板吸声结构完成吸声理论计算的基础上,进行参数选择并设计了微穿孔吸声反射板的结构,用于新建的阶梯教室和体育馆中.同时,分析了这种微穿孔吸声反射板结构在阶梯教室中的声反射和声吸收性能.经现场测试与主观评价,证明了此方法对阶梯教室和体育馆音质效果控制的有效性和可行性.

面向微穿孔板吸声结构和吸声特性混合设计的软件平台

微穿孔板吸声结构是由微穿孔板与板后空腔组成的共振吸声结构,被认为是继多孔吸声材料之后发展起来的最有吸引力的吸声结构,其吸声特性与结构参数孔径d、板厚t、孔距b及空腔深度D有关,如何按需设计一个有效的微穿孔板吸声结构已成为目前研究的热点。本文从微穿孔板吸声结构和吸声特性混合设计的角度出发,使用面向对象的编程语言C++开发了微穿孔板吸声结构设计平台。与以往设计方法不同,本文开发的软件平台综合考虑了结构参数和吸声特性参数两方面的限制,根据实际应用要求平衡微穿孔板吸声结构的最大吸声系数与吸声带宽之间的制约关系,并以饱满的吸声曲线为目标,提供满足混合设计要求的优化结构参数。

微穿孔板吸声结构吸声特性研究

本文通过驻波管试验测试验证了微穿孔板吸声结构基本理论模型的准确性,在此基础上,从吸声系数和0.5有效吸声倍频程两个角度,综合考察了微穿孔板吸声体的不同结构参数对其吸声性能的影响,得到了普遍适用的规律,这些规律可以为指导微穿孔板吸声体实际工程应用提供借鉴。

微穿孔板简化仿真方法在双层微穿孔结构中的应用

为解决微穿孔板消声结构声学仿真计算过程中,微孔给有限元网格划分带来的困难,采用两种不同的简化方法模拟微穿孔板.其一将经典微穿孔板吸声结构理论与传递导纳法相结合,通过在穿孔板内外表面定义一组传递导纳系数表示微穿孔板;其二则计及板材料性能对吸声特性的影响,将微穿孔板转化为等价的多孔材料模型.分别运用这两种微穿孔板简化仿真方法对某高频双层串联微穿孔板消声器的传声损失进行仿真计算,并与阻抗管实验测试结果进行对比.结果表明,两种微穿孔板简化仿真方法均适用于双层微穿孔结构,且能准确有效地预测其声学性能.

穿孔对穿孔型Kenics静态混合器混合性能的影响

为了提升传统Kenics静态混合器的混合效果,在传统螺旋插入带结构中引入穿孔结构,设计出穿孔型Kenics静态混合器。采用浓度变异系数评估穿孔内径(d)、穿孔间距(S)、混合单元长径比(Ar)对穿孔型静态混合器混合性能的影响。模拟结果表明,设置的穿孔结构会显著改变流体的流动状态,在穿孔处区域产生加速流动,进而提升混合器的混合性能;随着d的增加,流体之间的对流和交换作用逐渐增强,混合效果逐渐增强,但随着d的持续增加,导致混合器内部螺旋通道被破坏,混合效果反而减弱;仅改变S对混合效果没有明显影响;对于相同的混合器长度,Ar的减小导致混合元件数量增加,液体之间的扭转、剪切效果增强,混合器混合效果更好。

表面图案诱导两嵌段共聚物形成穿孔层状结构的模拟

利用耗散粒子动力学方法研究了两嵌段共聚物在表面圆形图案诱导下的相行为.通过调节圆形诱导图案的半径和嵌段共聚物薄膜的厚度,体系出现了非常丰富的穿孔层状相结构(PLS).经过区分将这些结构分为4类,并用PLS-Ⅰ,PLS-Ⅱ,PLS-Ⅲ,PLS-Ⅳ表示.绘制了这些结构与圆形图案半径和薄膜厚度关系的相图,并分析了这些结构出现的原因和规律,为设计和发展嵌段共聚物功能薄膜材料提供理论支持.

不锈钢穿孔结构在建筑上的应用现状与发展趋势

不锈钢材料具有强度高、塑韧性好、抗氧化、表面耐腐蚀,不锈钢穿孔板材除保留传统不锈钢材料的优点外,还具有结构质轻、透光通风、吸声和抗震等性能。概述了不锈钢材料的发展和穿孔结构的性能,分析了不锈钢穿孔表皮在建筑物的应用及优点,指出了目前穿孔不锈钢发展中存在的问题,展望了不锈钢穿孔表皮的发展趋势。