Calculation and Analysis of Acoustic Characteristics of Straight-Through Perforated Pipe Muffler Based on Multilayer Sound Absorbing Material

Using the multi-physical field simulation software COMSOL,the acoustic characteristics of the multilayer sound absorbing material straight-through perforated pipe muffler are studied by the finite element method.The results show that the finite element calculation of the multilayer sound absorbing material straight-through the perforated pipe muffler agrees well with the experimental measurement results.The reliability of the finite element method for studying the acoustic performance of the straight-through perforated pipe muffler with multilayer sound absorbing materials is shown.Furthermore,the influence of some structural parameters of porous sound absorbing material and micro-perforated plate on the acoustic performance of the multilayer sound absorbing material straight-through perforated pipe muffler is analyzed.The muffler based on multilayer sound absorbing material is different from the traditional muffler.After applying the multilayer sound absorbing material to the straight-through perforated pipe muffler,the transmission loss value greatly increases,which provides new ideas and directions for future research on the muffler.

吸声材料布局对铁路声屏障降噪效果影响研究

为研究吸声材料布局对铁路声屏障降噪效果的影响,以3 m直立型声屏障为研究对象,通过有限元和声学边界元相结合的方法进行建模,分析6种非全吸声屏体布局声屏障的降噪效果,并与全吸声和全反射型声屏障进行对比分析。结果表明:吸声屏体在上部、中部、下部分别对高频(1 000 Hz左右)、中频(630~800 Hz)和低频(100~500 Hz)噪声的插入损失影响较大;在水平方向上,随着下部吸声屏体面积增加,声屏障总的插入损失逐渐增大,声屏障下部屏体2 m范围内吸声对插入损失的改善起主要作用;竖直方向上,受声点7.5 m以上时,声屏障中上部屏体1.5~2.25 m范围内吸声对插入损失的改善起主要作用;随着距离增加,非全吸声屏板布局与全吸声、全反射布局之间的降噪效果差值逐渐变小。当受声点高度为1.5 m,距离声屏障2 m时,非全布局与全吸声和全反射工况的降噪效果相差8.6 dB(A),距离20 m位置时相差2.6 dB(A),距离30 m位置时相差为1.1dB(A)。

穿孔管阻性消声器声学特性的有限元分析

将有限元法应用于预测穿孔管阻性消声器的声学性能。直通穿孔管阻性消声器传递损失的有限元计算结果与实验测量结果吻合良好,表明了有限元法预测穿孔管阻性消声器声学性能的适用性和精度。进而有限元法被用于研究吸声材料的填充密度(流阻率)、吸声材料的厚度和穿孔率对穿孔管阻性消声器声学性能的影响,结果表明,增加吸声材料的填充密度,可以改善中高频消声性能,并使峰值频率向低频方向移动;增加吸声材料厚度,可以改善阻性消声器的中高频消声性能,而对低频声学性能影响较小;膨胀腔包覆吸声材料可以改善中高频消声效果,同时消除通过频率;增加穿孔率,可以提高穿孔管阻性消声器的高频消声性能,并使共振峰向高频方向偏移;吸声材料背后增加空气腔,可以在较宽的频率范围内获得较为平坦的消声曲线。

车辆乘坐室内饰吸声的有限元分析

用有限元法计算了壁面有吸声材料的车辆乘坐室在实际行驶条件下的室内噪声响应，建立了某样车的乘坐室有限元分析模型。理论计算结果得到了试验结果的验证，可用于车辆乘坐室内饰吸声的动态设计与分析。

仿生多孔材料吸声性能

以典型的多孔吸声材料——聚氨酯为基材,基于鸮皮肤和覆羽的多层次组织结构与形态特征设计出梯形棱纹表面、背衬空腔的单元仿生模型及梯形棱纹表面且背衬空腔的二元仿生耦合模型。参考阻抗管中吸声系数的传递函数测量法标准GBT_18696.2-2002,采用有限元法分析了不同结构聚氨酯多孔材料的吸声性能。结果表明:所有仿生模型均具有良好的吸声性能,其中,梯形棱纹表面能有效提高多孔材料中的高频吸声性能,背衬空腔能有效提高多孔材料的低频吸声性能,仿生耦合模型能够有效提高多孔材料整个频段内的吸声性能。

多孔吸声型声屏障降噪效果仿真分析

利用边界元法建立高速铁路区间直立型声屏障降噪预测模型,对添加硅酸盐基多孔吸声材料前后声屏障对降噪效果的影响进行数值计算。结果表明:厚度为0.08 m的硅酸盐基多孔吸声材料使得声屏障在距离线路中心30 m的铁路界限处噪声衰减量最大可增加12.5 d B;应用于声屏障的最佳硅酸盐基多孔吸声材料厚度为0.08~0.11 m。

开孔结构流激腔振机理及控制方法研究

为研究水下结构空腔振动的形成原因及振动特性,从单孔声腔动力学模型入手,采用赫姆霍兹共鸣器理论结合数值计算验证了计算模型的准确性,在克服传统解析方法局限性的基础上实现了对实际复杂结构的数值预报;探究了有限元法与流固耦合方法的差异性,对不同开孔型式、开孔数量下的腔体内声场分布特征进行分析,完成了空腔结构的腔内声压及辐射声压计算;通过在腔内覆盖吸声层的方法,对比分析了几种方案减振降噪效果的差异性及参数影响规律;结果表明:空腔开口处的声压作用会引起腔内的共振,且在空腔内壁覆盖吸声层对于空腔的减振降噪具有一定的效果。

吸声材料的当量声阻率

在进行车辆乘座室声固耦合振动有限元分析时 ,得到一反映吸声材料对声波吸收作用的复阻尼矩阵。本文从能量守恒原理出发 ,提出了将吸声材料的声抗率转化到声阻率中去的当量声阻率 ,这样既能简化计算 。

基于快速多极边界元的吸声材料声屏障降噪效果分析

针对传统快速算法在高频处效率低和对角式快速算法在低频处不稳定这一问题,推导出带有吸声材料的快速多极计算表达式.在此基础上,以无限长圆柱为算例对所推导的快速多极计算表达式进行了精度验证,结果显示:快速多极算法保持了传统边界元算法的高精度的优点,并可有效地提高计算效率.对不同顶端结构带吸声材料的声屏障声场进行了分析,结果表明:合理的顶端结构能够有效提高屏障的降噪效果,同时黏附吸声性材料也有利于提高降噪效果.