尖劈吸声结构吸声性能理论与实验研究

发布时间：2016-07-15 16:17

  本文关键词：声学材料性能测试及评价实验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《哈尔滨工程大学》 2008年

尖劈吸声结构吸声性能理论与实验研究

厉艳才  

【摘要】： 尖劈具有阻抗逐渐过渡的性质,同其他吸声结构相比在低频下具有优良的吸声性能,通过添加空腔、填料等可以增加其吸声频带宽度。在消声水池、大型消声室及水面舰艇上尖劈吸声结构得到广泛应用。本文旨在研究声波垂直入射情况下,适用于水下航行体声纳平台区的带有空腔的尖劈的吸声性能。 第一,尖劈内部含有空腔,构成了含有空腔的阻抗逐渐过渡的非均匀吸声结构。应用变截面波导理论对尖劈结构进行分层处理,建立了吸声系数的计算方程并编制了相应的MATLAB计算程序。 第二,计算了带有空腔的尖劈吸声结构的吸声系数并与传统的平板型吸声结构的吸声性能做对比分析。分析结果表明,带有空腔的尖劈吸声性能良好,不仅吸声频带宽而且低频吸声性能优异。 第三,研究尖劈吸声性能的影响因素,分别分析了尖劈长度、材料动态力学参数、内部空腔及静水压力对其吸声性能的影响。通过大量的计算、分析得到了有意义的结论,为工程实践应用提供了有价值的参考。 第四,应用最优化理论,自编程序对尖劈吸声性能进行优化,分别从材料动态力学参数和内部空腔两个方面进行优化.材料参数优化分别进行单变量、多变量优化。空腔优化是在已知空腔形状和总长度的前提下进行的,对决定空腔变化的参数进行优化。通过计算、分析给出了材料动态力学参数优化频响曲线和决定空腔形状变化的参数的优化结果。 最后,通过实验研究尖劈的吸声性能,分别进行材料的动态力学参数和吸声系数测试实验。利用不同温度下某一频段内材料动态力学参数测试结果,利用时温等效原理,经过数据处理得到了某一温度下宽频范围内的材料参数值,并把参数值引入所编制的尖劈吸声系数计算程序中,把计算结果与实测结果进行了比较分析,结果表明本文所采用的计算方法是可行的。

【关键词】：
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TB535.1
【目录】：

摘要5-6

ABSTRACT6-10

第1章 绪论10-19

1.1 论文研究的目的及意义10-12

1.2 国内外研究现状12-17

1.2.1 水声材料研究方面12-14

1.2.2 实验测试方面14-15

1.2.3 理论、数值研究方面15-17

1.3 本论文的研究方法和内容17-19

第2章 尖劈吸声性能研究理论基础19-30

2.1 声波垂直入射时的基本理论19-20

2.2 声学材料相关参数介绍20-23

2.2.1 吸声系数 反射系数 声阻抗率21-22

2.2.2 隔声量 声压透射系数22-23

2.3 变截面波动方程及其解23-26

2.4 尖劈吸声结构的吸声特性26-27

2.5 尖劈吸声结构的吸声机理27-28

2.6 本章小结28-30

第3章 尖劈吸声结构吸声性能计算30-51

3.1 尖劈吸声结构的吸声系数30-31

3.2 尖劈吸声结构与平板型吸声结构吸声性能比较31-32

3.3 尖劈吸声结构吸声性能影响因素分析32-49

3.3.1 尖劈长度对其吸声性能的影响33-35

3.3.2 尖劈材料的动态力学参数对其吸声性能影响35-39

3.3.3 空腔结构对尖劈吸声性能的影响39-44

3.3.4 静水压力对尖劈吸声性能的影响44-49

3.4 本章小结49-51

第4章 尖劈吸声结构优化设计51-65

4.1 最优化问题理论基础51-52

4.2 非线性规划问题的算法52-56

4.2.1 无约束非线性规划问题解法52-54

4.2.2 有约束非线性规划问题解法54-56

4.3 尖劈吸声性能优化设计56-64

4.3.1 尖劈材料动态力学参数优化57-60

4.3.2 尖劈内部空腔优化初步60-64

4.4 本章小结64-65

第5章 尖劈吸声结构实验研究65-78

5.1 材料动态力学参数测试研究65-72

5.1.1 测试的基本原理65-68

5.1.2 测试基本流程68-69

5.1.3 实验测试条件69

5.1.4 测试结果及结果处理69-72

5.2 尖劈吸声结构吸声性能实验测试72-77

5.2.1 测试的基本原理72-73

5.2.2 测试系统组成73-74

5.2.3 实验测试条件74-75

5.2.4 尖劈吸声器吸声性能实验测试75-77

5.2.5 测试结果与计算结果误差分析77

5.3 本章小结77-78

结论78-81

参考文献81-85

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果85-86

致谢86

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  本文关键词：声学材料性能测试及评价实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：71690