基于驻波管法的舱室板声学性能数值研究

发布时间：2020-03-23 06:50

【摘要】：社会的发展使人们对噪声污染的问题越发关心。在造船与航运业,如何降低舱室噪声,让船员能在更加舒适、安静的环境中工作、生活,成为国内外研究者关心的问题。其中,衡量结构隔声效果的隔声量是研究的焦点之一。如何快速而准确获得结构的隔声量,确定影响结构隔声量测量的因素,提高板材的隔声量,成为研究的热门课题。驻波管法是测量声波垂直入射时结构隔声量的主要实验手段,主要有三传感器法和四传感器法两种测量方法。三传感器法须在驻波管末端安装吸声性能极佳的吸声尖劈,并且假定透射管中不存在反射波;而四传感器法通过在透射管中加装传声器,达到消除驻波管末端一次反射波的影响,并且忽略了驻波管中多次反射的影响。因此,三传感器法和四传感器法都存在误差。本文针对四传感器法忽略多次反射引起的误差,推导出考虑多次反射的修正公式。按照修正公式编写Matlab程序,利用Virtual.Lab Acoustics建立声学模型,按照耦合声学有限元的计算方法,用四传感器仿真出平板的隔声量。通过改变驻波管两端的吸声系数,将修正公式的计算结果与三传感器法、未修正的四传感器法和理论值对比,证明修正公式的正确性。为了探究影响四传感器法实验结果的因素,采用数值模拟驻波管法,建立测量构件隔声量的有限元模型,通过将数值模拟结果与实验结果和理论解对比,分别探讨了驻波管材料的杨氏模量、泊松比、密度三个物理量对隔声量测量的影响。结果表明,驻波管材料参数中对隔声量计算影响最大的因素是杨氏模量,当驻波管材料的杨氏模量为待测样品材料的杨氏模量的15倍以上时,测量结果才比较可信;杨氏模量较小时,泊松比和密度对结果有一定影响,杨氏模量足够大时,泊松比和密度的影响可以忽略。为了提高船舶舱室的隔声效果,蜂窝夹层板正被越来越广泛地使用。利用数值模拟驻波管法,探讨了影响蜂窝夹层板隔声性能的因素。首先建立了蜂窝夹层板的有限元模型,然后采用模态分析法计算出声波垂直入射时,不同材料参数下蜂窝夹层板的隔声性能。结果表明,面板厚度、密度、杨氏模量及蜂窝结构密度、蜂窝层杨氏模量等因素会影响夹层板的隔声性能。本文针对驻波管测量舱室板隔声量的实验,从推导出实验数据处理的修正公式和探究驻波管材料参数对测量结果的影响两方面开展了数值研究,为驻波管测量结构的隔声量提供了参考意见;同时,通过数值模拟驻波管法,探讨了影响蜂窝夹层板隔声量的因素。论文取得的研究成果可为准确测量结构隔声量提供参考,具有一定的实际应用价值。
【图文】：

特性曲线,特性曲线,隔声

隔声特性曲线

原理图,混响室,原理

混响室法原理
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U661.44

【相似文献】