低频大宽带声学超结构新型耳罩研制
发布时间：2021-06-06 14:17
针对传统吸声材料效率低、尺寸大的不足,对多阶共振吸声理论进行研究,实现低频大宽带高效吸收。多阶共振即一个元胞会出现多阶吸声峰,然后不同的元胞又出现不同的吸声峰,这样一来多元胞和多阶共同耦合,就可以把吸声带宽大大拓宽。多阶共振超表面通过在共振腔内部插入一个或多个带有小孔的分隔板来构造,使其在保持原吸声峰和结构尺寸不变情况下,在较宽频带下获得多个近乎完美的吸声峰。与传统亥姆霍兹共振器结构进行对比,发现其不但具有优异的高阶峰值,而且多峰值明显增加了吸声频带宽度,论文主要探索了以下五个方面的内容。第一:为了扩宽局域共振结构的吸声频带,对多阶共振吸声机理进行分析和验证,对多阶吸声理论计算公式进行推导,考虑到亥姆霍兹共振腔内空气的热粘性,引入了等效密度和可压缩性的理论计算,并分析孔径变化对多阶共振吸声特性的影响规律。第二:为了实现良好的吸声效果,特别是实现低频宽带的吸声效果,对吸声结构的尺寸进行了优化。通过遗传算法对孔径大小、板厚、孔隙率、背腔深度进行了优化设计,选取了最优的参数,完成了单个结构的设计。最后对整个结构的排列方式以及整个单元的尺寸进行参数影响研究。第三:由于单个多阶共振吸声超表面的吸...
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
生活中的噪声污染源关于噪声的治理，人们寻求改进技术工艺，机械结构（控制声源）以及在传播过程中阻止其传播来降低噪声，但由于受到经济、科技、生产环境等方面的限制而实施困难
吸音棉
西安石油大学硕士学位论文2相比，在低频段内被动降噪耳罩由于传统吸声材料的限制几乎没有作用，但主动降噪耳罩在低频段则有着很好的吸声特性。在高频段内，被动降噪耳罩有着较好的吸收特性，但主动降噪耳罩则无法发挥作用。并且主动降噪耳罩虽然在低频段内有着很好的吸声特性，但价格昂贵，容易出现故障。图1-2吸音棉图1-3吸音板针对传统的吸声材料例如图1-2所示的吸音棉和图1-3所示的吸音板难以有效吸收低频噪声和尺寸较大的问题，只能使用特殊的吸声材料和吸声结构来吸收低频噪声。当低频噪声入射在吸声结构或吸声材料的表面上时，声波会缓慢波动，使粘性介质难以与吸声材料相互作用，从而使能量消耗效率非常低，所以吸音效果差。此时，为了提高吸声系数，只能将声波传播路径增加到1/4波长，使得结构相对较大，难以在工程中应用。近年来，声学超材料的发展为解决低频吸声问题提供了新思路，并衍生出各种新型的低频吸声结构。这大大拓宽了传统声学材料的概念，达到用小尺寸结构去控制低频大波长的目的，为低频吸声结构和材料的设计开辟了新的途径和方法。这是目前在噪声领域引起关注的热门研究主题。1.1.2研究意义及应用价值噪声的物理定义为声源在随机振动时所发出的声音。从环境保护的角度来看，所有影响人们正常工作，学习和休息等的声音都可以称为噪音。在当今的生活中，噪声的来源主要包括以下几个方面：(1)交通噪声：交通噪声：由机动车，非机动车，火车，轻轨，飞机，轮船等交通工具所产生的声音。近些年由于机动车数量的快速增长，交通噪声已成为城市的主要噪声源。(2)工业噪声：工厂内各种仪器设备所发出的声音。工业噪声的噪声等级通常很高，这对工人和周围居民的影响更大。(3)建筑噪声：建筑噪声：主要来自建筑机械所发出的声音
【参考文献】：
期刊论文
[1]低频大宽带声学超结构的多阶共振高效吸声机理[J]. 刘波涛,刘崇锐,吴九汇,张奇志. 西安交通大学学报. 2020(08)
[2]声学黑洞轻质超结构的低频宽带高效隔声机理及实验研究[J]. 刘波涛,张海龙,王轲,吴九汇. 西安交通大学学报. 2019(10)
[3]声学超结构低频宽带协同耦合高效吸声机理[J]. 吴晓,刘崇锐,王轲,蔡永庆,吴九汇. 西安交通大学学报. 2019(10)
[4]微穿孔蜂窝-波纹复合声学超材料吸声行为[J]. 张丰辉,唐宇帆,辛锋先,卢天健. 物理学报. 2018(23)
[5]声学超材料在低频减振降噪中的应用评述[J]. 吴九汇,马富银,张思文,沈礼. 机械工程学报. 2016(13)
[6]机械阻抗与声阻抗结合提高微穿孔板低频吸声性能[J]. 赵晓丹,李晓,丁瑞. 声学学报. 2014(03)
[7]斜置微穿孔板结构声学特性计算与试验研究[J]. 胡鹏,赵晓丹. 压电与声光. 2013(01)
[8]穿入铜纤维薄微穿孔板的吸声性能[J]. 徐颖,任玉凤,李晨曦. 噪声与振动控制. 2011(03)
[9]微穿孔板的实际极限[J]. 马大猷. 声学学报. 2006(06)
[10]微穿孔板吸声体的研究进展[J]. 刘克,田静,焦风雷,吕亚东. 声学学报. 2005(06)
博士论文
[1]超表面对声波波前的调控研究[D]. 唐昆.武汉大学 2016
[2]宽频带单层微穿孔板吸声体的研究[D]. 钱玉洁.中国科学技术大学 2014
硕士论文
[1]多层微穿孔板吸声材料的参数设计与优化[D]. 刘荻.湖北工业大学 2018
[2]微穿孔板结构参数设计与实验验证[D]. 熊洁.湖北工业大学 2014
[3]多层微穿孔板的优化设计及应用[D]. 张晓杰.江苏大学 2007
本文编号：3214551
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
生活中的噪声污染源关于噪声的治理，人们寻求改进技术工艺，机械结构（控制声源）以及在传播过程中阻止其传播来降低噪声，但由于受到经济、科技、生产环境等方面的限制而实施困难
吸音棉
西安石油大学硕士学位论文2相比，在低频段内被动降噪耳罩由于传统吸声材料的限制几乎没有作用，但主动降噪耳罩在低频段则有着很好的吸声特性。在高频段内，被动降噪耳罩有着较好的吸收特性，但主动降噪耳罩则无法发挥作用。并且主动降噪耳罩虽然在低频段内有着很好的吸声特性，但价格昂贵，容易出现故障。图1-2吸音棉图1-3吸音板针对传统的吸声材料例如图1-2所示的吸音棉和图1-3所示的吸音板难以有效吸收低频噪声和尺寸较大的问题，只能使用特殊的吸声材料和吸声结构来吸收低频噪声。当低频噪声入射在吸声结构或吸声材料的表面上时，声波会缓慢波动，使粘性介质难以与吸声材料相互作用，从而使能量消耗效率非常低，所以吸音效果差。此时，为了提高吸声系数，只能将声波传播路径增加到1/4波长，使得结构相对较大，难以在工程中应用。近年来，声学超材料的发展为解决低频吸声问题提供了新思路，并衍生出各种新型的低频吸声结构。这大大拓宽了传统声学材料的概念，达到用小尺寸结构去控制低频大波长的目的，为低频吸声结构和材料的设计开辟了新的途径和方法。这是目前在噪声领域引起关注的热门研究主题。1.1.2研究意义及应用价值噪声的物理定义为声源在随机振动时所发出的声音。从环境保护的角度来看，所有影响人们正常工作，学习和休息等的声音都可以称为噪音。在当今的生活中，噪声的来源主要包括以下几个方面：(1)交通噪声：交通噪声：由机动车，非机动车，火车，轻轨，飞机，轮船等交通工具所产生的声音。近些年由于机动车数量的快速增长，交通噪声已成为城市的主要噪声源。(2)工业噪声：工厂内各种仪器设备所发出的声音。工业噪声的噪声等级通常很高，这对工人和周围居民的影响更大。(3)建筑噪声：建筑噪声：主要来自建筑机械所发出的声音
【参考文献】：
期刊论文
[1]低频大宽带声学超结构的多阶共振高效吸声机理[J]. 刘波涛,刘崇锐,吴九汇,张奇志. 西安交通大学学报. 2020(08)
[2]声学黑洞轻质超结构的低频宽带高效隔声机理及实验研究[J]. 刘波涛,张海龙,王轲,吴九汇. 西安交通大学学报. 2019(10)
[3]声学超结构低频宽带协同耦合高效吸声机理[J]. 吴晓,刘崇锐,王轲,蔡永庆,吴九汇. 西安交通大学学报. 2019(10)
[4]微穿孔蜂窝-波纹复合声学超材料吸声行为[J]. 张丰辉,唐宇帆,辛锋先,卢天健. 物理学报. 2018(23)
[5]声学超材料在低频减振降噪中的应用评述[J]. 吴九汇,马富银,张思文,沈礼. 机械工程学报. 2016(13)
[6]机械阻抗与声阻抗结合提高微穿孔板低频吸声性能[J]. 赵晓丹,李晓,丁瑞. 声学学报. 2014(03)
[7]斜置微穿孔板结构声学特性计算与试验研究[J]. 胡鹏,赵晓丹. 压电与声光. 2013(01)
[8]穿入铜纤维薄微穿孔板的吸声性能[J]. 徐颖,任玉凤,李晨曦. 噪声与振动控制. 2011(03)
[9]微穿孔板的实际极限[J]. 马大猷. 声学学报. 2006(06)
[10]微穿孔板吸声体的研究进展[J]. 刘克,田静,焦风雷,吕亚东. 声学学报. 2005(06)
博士论文
[1]超表面对声波波前的调控研究[D]. 唐昆.武汉大学 2016
[2]宽频带单层微穿孔板吸声体的研究[D]. 钱玉洁.中国科学技术大学 2014
硕士论文
[1]多层微穿孔板吸声材料的参数设计与优化[D]. 刘荻.湖北工业大学 2018
[2]微穿孔板结构参数设计与实验验证[D]. 熊洁.湖北工业大学 2014
[3]多层微穿孔板的优化设计及应用[D]. 张晓杰.江苏大学 2007
本文编号：3214551
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