小开口声传输模型及噪声控制研究

发布时间：2020-04-24 08:33

【摘要】：为建筑物提供自然通风和采光功能设置的开口有时成为整个结构隔声的薄弱部分。常见的开口被动噪声控制方法有开口内衬吸声材料、内嵌抗性消声器等,但体积较大或影响开口通风性能。目前已有的开口有源噪声控制研究中,通常针对大型开口的低频噪声进行设计,通道数较多且控制频率上限低。本文研究小开口的传声特性和噪声控制问题,包括:建立小开口阵列的声传输模型,分析小开口阵列的传声特性及物理机理;对于多个谐波噪声的应用场合,研究小开口的抗性消声降噪,分析抗性消声系统传声峰谷的机理与影响因素;研究小开口有源控制的次级源策略与误差传感策略,扩展系统的有效降噪频段至4000Hz高频。本文主要工作包括以下三个部分:首先,基于模态展开的方法,提出了点声源从开口阵列一侧入射,开口阵列声传输的数值模型,并使用有限元仿真进行验证。通过该模型仿真研究开口阵列传声规律并解释传声曲线峰谷值的产生机理。其次,针对变压器室噪声通过开口向外辐射的情形设计一种内嵌共鸣器的开口墙砖结构,使用有限元软件分析了共鸣器间耦合对共鸣器共振频率的影响。建立电力声类比模型分析该结构的传声特性和物理机理并进行实验验证,通过有限元仿真进一步讨论了影响峰值频率和谷值频率的因素。最后,对小开口的有源噪声控制进行研究,讨论不同次级源和误差传感策略对有源控制系统降噪量的影响,设计有源控制系统将小开口的降噪有效频段扩展至4000Hz高频。实验验证了小开口中有源控制系统有效控制中高频噪声的可行性并对比了不同次级源和误差传感策略下有源控制系统的控制效果。
【图文】：

声压,入射,障板,阵列

２．２开口声传输的数值模型逡逑设无限大刚性障板上有Ｗｘ邋ｉＶ个矩形开口，每个开口截面尺寸均为Ｌ邋Ｘ邋Ｉｖ，逡逑深度为／，排列方式如图２．１（ａ）所示。图中直角坐标系原点位于左下角开口端面逡逑的中心，ｘ轴方向相邻矩形开口的中心间距为么，Ｙ轴方向相邻矩形开口的中心逡逑间距为略，开口内壁刚性。开口编号为其中ｗ为该开口所在行数，由左逡逑下角从下到上为１到Ｍ邋？为开口所在列数，由左下角从左到右为１到Ｗ，则逡逑开口阵列全部开口用编号（１，１）至（ＭＡ0标记。逡逑开口阵列的侧视图如图２．１（ｂ）所示，图中显示阵列的两个开口，编号为（１，１）逡逑和（１，２）。直角坐标系原点位于图中最下方开口声源入射端的中心。逡逑７逡逑

有限元仿真,数值模型,声压级,测量点

口入射端截面中心距离为Ｄ，Ｄ邋＝邋］０邋ｍ从（０°，０°）方向（正入射）入射到方形开口逡逑中。单个截面边长Ｚｘ为０．０５邋ｍ的方形开口，取不同深度／时（０．０５邋ｍ，邋０．１邋ｍ．邋０．１５逡逑ｍ和０．２邋ｍ）透射声功率级随频率的变化如图２．３⑻所示；而单个深度／为０．０５邋ｍ逡逑的方形开口，取不同截面边长２＾时（0．0５邋ｍ，０．１邋ｍ，邋０．１５邋ｍ和０．２邋ｍ）透射声功率逡逑级随频率的变化如图２．３（ｂ）所示。两图均可见深度和截面尺寸一定的正方形开逡逑口透射声功率级随频率变化出现峰谷。从图２．３（ａ）可见，，随／增大，极低频透射逡逑声功率级降低，中频峰值个数增加，透射声功率级的峰值幅值增大且向低频移逡逑动，极高频透射声功率级在一定值附近做类周期波动。从图２．３（ｂ）可见，随Ｌ逡逑增加，所有频段透射声功率增加，中频峰值个数增加，透射声功率的峰值幅值逡逑１２逡逑
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TB535

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