蜂窝微穿孔结构的宽频吸声优化设计与分析

单层微穿孔板结构有着吸声频带较窄、吸声性能不佳等缺点。为提高单层微穿孔板结构的降噪效果,依据微穿孔板结构的背腔高度改变时,结构的共振频率会发生移动的特点,结合声电类比原理和粒子群优化算法,从理论模型、仿真计算以及试验测试三方面设计分析了一种拥有宽频高吸声性能的单层蜂窝微穿孔结构,并且从结构相对声阻抗率的实部和虚部入手,对利用不等腔深提高结构吸声性能的原理进行了分析。研究结果表明:结构在1140~3000 Hz内的吸声系数均在0.9以上,验证了利用粒子群优化算法设计宽频吸声体的可行性。

蜂窝微穿孔吸声体的宽频吸声性能优化设计

针对蜂窝微穿孔吸声体结构,利用粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法优化吸声体结构的吸声性能。以三蜂窝芯的蜂窝微穿孔吸声体结构中微穿孔板的孔径、穿孔率和背腔深度为优化设计变量,以吸声体的吸声系数和吸声频带为优化目标,得到吸声体宽频范围吸声时的优化结构参数。将三参数优化、两参数优化及常规结构参数三种情况下计算得到的吸声性能进行对比。由结果分析可知:优化三参数得到的吸声体吸声性能远优于常规结构参数下吸声结果,在双参数优化中,穿孔率及腔深优化最接近于三参数优化。最后研究了吸声体中微穿孔板的每个参数对优化结果的影响。

多孔径蜂窝微穿孔结构的吸声性能优化与分析

本文为了提高四孔径蜂窝–微穿孔板结构的吸声性能,利用马大猷经典微穿孔板声电类比理论,推导出四孔径蜂窝–微穿孔板结构理论模型。采用粒子群算法,以目标频带内吸声曲线最为饱满作为优化目标,对四孔径蜂窝–微穿孔板结构四个区域的穿孔率、孔径、板厚和腔深进行优化。结果表明,与常规参数的蜂窝–微穿孔结构相比,优化后结构的吸声峰值和带宽都得到了提升。