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高阶微穿孔型超材料低频宽带吸声机理 被引量:3
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作者 郭梦媛 刘崇锐 +1 位作者 苏文斌 范圣平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期192-199,220,共9页
针对现有低频噪声控制的迫切需要,提出了一种高阶微穿孔型超材料结构,解释了其低频宽带吸声机理,并设计了新型的高阶微穿孔型低频宽带吸声超材料,在300~3 000 Hz的频率范围内表现出连续优异的吸声特性。设计了单个单元的吸声结构,通过... 针对现有低频噪声控制的迫切需要,提出了一种高阶微穿孔型超材料结构,解释了其低频宽带吸声机理,并设计了新型的高阶微穿孔型低频宽带吸声超材料,在300~3 000 Hz的频率范围内表现出连续优异的吸声特性。设计了单个单元的吸声结构,通过在传统的微穿孔超材料内部增加穿孔板的方式,激发高阶特性,对比发现,高阶微穿孔型超材料实现了对高阶峰值的灵活调整。使用理论公式和有限元仿真,建立单元结构的计算模型计算单元的吸声系数,对结构进行吸声机理分析,同时分析了典型结构参数对于吸声特性的影响规律;在此基础上,通过单元间的严格耦合,设计了一种9单元宽带吸声结构,并进行实验验证。实验结果表明,该材料总体厚度为106.1 mm,在300~3 000 Hz的频率范围内获得了连续优异的带宽,平均吸声系数达到90%以上。该结构具有亚波长厚度的低频宽带吸声特性,在汽车、飞机、轮船等噪声环境中,具有广阔的减震降噪的工程应用前景。 展开更多
关键词 声学超材料 低频宽带吸声 微穿孔板 折叠背腔
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吸声型薄膜声学超材料低频宽带吸声性能研究 被引量:10
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作者 张忠刚 朱浩宇 +1 位作者 罗剑 马炳和 《应用声学》 CSCD 北大核心 2019年第5期869-875,共7页
该文根据吸声型薄膜声学超材料的吸声机理,在传统的吸声型薄膜声学超材料结构的基础上引入质量非对称结构,优化了不同厚度质量片的排布方式,并根据优化结果制备了能够实现低频宽带吸声效果的薄膜声学超材料样品。对其进行声学实验,测试... 该文根据吸声型薄膜声学超材料的吸声机理,在传统的吸声型薄膜声学超材料结构的基础上引入质量非对称结构,优化了不同厚度质量片的排布方式,并根据优化结果制备了能够实现低频宽带吸声效果的薄膜声学超材料样品。对其进行声学实验,测试结果显示,样品在100-1000Hz频率范围内的平均吸声系数达0.25,并在250-800Hz频率范围内出现了多个共振吸收峰,且实验测得的吸声系数曲线与仿真曲线的趋势有较高的一致性。因此,该样品实现了低频宽带吸声。 展开更多
关键词 吸声型薄膜声学超材料 质量非对称结构 低频宽带吸声 吸声系数测量
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微穿孔黏性超表面的低频宽带吸声机理 被引量:11
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作者 刘崇锐 吴九汇 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期80-86,共7页
针对传统材料难以有效吸收低频噪声且带宽较窄的问题,提出了一种微穿孔黏性超表面的低频宽带吸声机理,并设计了多元胞超表面结构,其中每个元胞由微穿孔板和折叠背腔组成。首先利用有限元仿真和理论公式计算单个元胞的吸声性能,并与传统... 针对传统材料难以有效吸收低频噪声且带宽较窄的问题,提出了一种微穿孔黏性超表面的低频宽带吸声机理,并设计了多元胞超表面结构,其中每个元胞由微穿孔板和折叠背腔组成。首先利用有限元仿真和理论公式计算单个元胞的吸声性能,并与传统亥姆霍兹共振器结构进行对比,发现该结构具有优异的高阶峰值,而且峰值带宽增加约1倍,基于此提出了实现低频和宽带的机理;然后分析了典型结构参数对吸声特性的影响规律,如吸声面积比、小孔直径及背腔深度等;最终通过多单元峰值间严格耦合,设计了由8个元胞组成的宽带吸声超表面。结果表明:吸声超表面厚度仅为6 cm,在频段550~2500 Hz范围内实现连续优异的吸声带宽,平均吸声系数高达90%以上。该结构具有厚度薄、频带宽且强度好等特点,在消声室、工厂和航空等场合具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 声学超表面 低频宽带吸声 微穿孔板 空间折叠
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新型二次余数扩散体复合结构吸声特性研究
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作者 张林 柯艺波 +1 位作者 吴越 陶猛 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第2期298-302,共5页
针对声学领域低频宽带吸声问题,提出了一种新型“泡沫铝板-二维井状二次余数扩散体(Quadratic Residue Dif⁃fuser,QRD)”复合吸声结构,在厚度仅为100mm的情况下,在(350~1600)Hz平均吸声系数大于90%。首先建立了正入射条件下“泡沫铝板-... 针对声学领域低频宽带吸声问题,提出了一种新型“泡沫铝板-二维井状二次余数扩散体(Quadratic Residue Dif⁃fuser,QRD)”复合吸声结构,在厚度仅为100mm的情况下,在(350~1600)Hz平均吸声系数大于90%。首先建立了正入射条件下“泡沫铝板-二维井状QRD(N=13+5)复合结构”的仿真模型,基于有限元方法分析复合结构背腔的序列,周期及单位长度对吸声系数的影响,其次通过声强分布图揭示复合结构的耦合机理,最后通过实验对比验证模型的正确性。结果表明该复合结构在噪声控制领域有一定的应用价值。 展开更多
关键词 二维井状二次余数扩散体 复合结构 低频宽带吸声 泡沫铝
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内嵌多孔的弯折声学超材料吸声性能研究
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作者 肖英龙 童宗鹏 +3 位作者 吴飞 杨明绥 朱晓健 曾秋宇 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第6期35-40,共6页
针对中低频宽带噪声控制问题,本文提出一种内嵌多孔的变截面弯折声学超材料。首先采用阻抗转移法和Johnson-Champoux-Allard(JCA)模型构建了变截面弯折超材料单元吸声系数理论模型,设计了在736 Hz处实现0.98的准完美吸声和带宽高达392 H... 针对中低频宽带噪声控制问题,本文提出一种内嵌多孔的变截面弯折声学超材料。首先采用阻抗转移法和Johnson-Champoux-Allard(JCA)模型构建了变截面弯折超材料单元吸声系数理论模型,设计了在736 Hz处实现0.98的准完美吸声和带宽高达392 Hz高效吸声(吸声系数>0.8)的变截面弯折超材料单元,且厚度仅为48 mm。继而采用有限元方法分析了其宽带高效吸声机理,并验证了理论模型准确性。为了实现中低频超宽带降噪结构的设计,基于临界耦合理论,采用并联耦合的方式实现了424~1500 Hz频率范围内吸声系数0.8以上的中低频超宽带高效吸声复合结构。有限元仿真和实验结果验证了并联变截面弯折吸声复合超材料的吸声效果。所提出的变截面弯折超材料复合结构具有吸声性能好、吸声带宽宽、结构制造简单等特点,可为中低频宽带噪声控制技术提供理论基础和应用参考。 展开更多
关键词 内嵌多孔 变截面 弯折声学超材料 低频宽带吸声
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基于Voronoi图的可控随机声学超材料设计及性能研究
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作者 陈文炯 李智琦 《航空制造技术》 北大核心 2025年第15期38-46,共9页
共振型声学超材料具有良好的吸声能力,在航空航天、船舶等领域表现出巨大应用潜力,但其低频宽带吸声能力仍有待提升。为提高声学超材料低频与宽带吸声性能,提出了一种基于Voronoi图的可控随机声学超材料,研究了基于Voronoi图的控制点数... 共振型声学超材料具有良好的吸声能力,在航空航天、船舶等领域表现出巨大应用潜力,但其低频宽带吸声能力仍有待提升。为提高声学超材料低频与宽带吸声性能,提出了一种基于Voronoi图的可控随机声学超材料,研究了基于Voronoi图的控制点数量、分布位置对超材料吸声性能的影响,并对可控随机结构吸声性能的稳定性进行了分析。通过增材制造制备多组试验样件并进行阻抗管试验测试,验证了仿真结果的有效性。结果表明,在Voronoi图控制点数量为20,分布离散程度为26时,该声学超材料具备约350~648 Hz内多吸声峰宽频带的吸声效果,平均吸声系数0.843。该结构厚度35 mm,仅为350 Hz波长的约1/38,为解决低频噪声控制问题提供了新思路。 展开更多
关键词 可控随机 VORONOI图 声学超材料 低频宽带吸声 增材制造
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L型分割背腔的微穿孔板吸声结构的吸声性能研究 被引量:7
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作者 盖晓玲 李贤徽 +4 位作者 邢拓 张斌 蔡泽农 王芳 韩钰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第16期256-260,共5页
为了提高单层微穿孔板吸声结构的低频吸声性能,设计了一种L型分割背腔的微穿孔板吸声结构。基于微穿孔板吸声理论和声电等效电路原理,建立了两腔分割的L型分割背腔的微穿孔板吸声结构的声电等效电路模型。数值和实验结果表明:L型分割背... 为了提高单层微穿孔板吸声结构的低频吸声性能,设计了一种L型分割背腔的微穿孔板吸声结构。基于微穿孔板吸声理论和声电等效电路原理,建立了两腔分割的L型分割背腔的微穿孔板吸声结构的声电等效电路模型。数值和实验结果表明:L型分割背腔的微穿孔板吸声结构能很好的改善单层微穿孔板结构低频吸声性能,并且明显拓宽了单层微穿孔板结构的吸声带宽。将此结构推广到N腔分割,实验结果和数值结果拟合的较好。 展开更多
关键词 微穿孔板 分割背腔 吸声系数 共振频率 低频宽带吸声结构
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穿孔膜与扬声器组合结构吸声性能研究 被引量:2
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作者 张鹏 李贤徽 +2 位作者 盖晓玲 王文江 李幸运 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2022年第1期227-231,237,共6页
针对穿孔膜结构低频吸声能力不足问题提出穿孔膜-扬声器复合吸声结构。将扬声器放置于穿孔膜结构后端组成复合吸声结构,可改善结构的低频吸声性能。利用传递矩阵方法建立复合结构吸声理论模型,通过数值计算软件对其吸声性能进行数值计算... 针对穿孔膜结构低频吸声能力不足问题提出穿孔膜-扬声器复合吸声结构。将扬声器放置于穿孔膜结构后端组成复合吸声结构,可改善结构的低频吸声性能。利用传递矩阵方法建立复合结构吸声理论模型,通过数值计算软件对其吸声性能进行数值计算,并通过阻抗管实验对复合吸声结构的声学性能进行验证,结果显示复合吸声结构的理论和实验变化规律基本一致。扬声器在低频段引入一个吸声峰,调节扬声器的背腔深度可以扩大复合结构的吸声带宽,调节穿孔膜的背腔深度可以使吸声峰值向低频方向移动。合理地设计扬声器和穿孔膜的背腔深度,可以实现结构的高效低频吸声。 展开更多
关键词 声学 穿孔膜 扬声器 吸声系数 低频宽带吸声结构 传递矩阵
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高切向流速高声强条件下梯度阻抗吸声超材料研究 被引量:1
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作者 巨泽港 吴飞 +4 位作者 赵疆 胡嫚 高鸣源 郝耀东 陈达亮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期305-312,共8页
在涡扇航空发动机声衬表面,存在高速切向流场与高声强声场耦合问题,吸声机理与调控机制复杂。高切向流速高声强条件下低频宽带噪声的有效吸收极具挑战性。该研究提出考虑高切向流速、高声强以及复杂容抗修正的声阻抗理论方法,设计了梯... 在涡扇航空发动机声衬表面,存在高速切向流场与高声强声场耦合问题,吸声机理与调控机制复杂。高切向流速高声强条件下低频宽带噪声的有效吸收极具挑战性。该研究提出考虑高切向流速、高声强以及复杂容抗修正的声阻抗理论方法,设计了梯度阻抗调控吸声超材料。从理论解析计算、有限元数值建模及试验测试三个维度深入分析声波与结构的作用机理和调控规律。结果表明:梯度阻抗吸声超材料可有效提高吸声效率,避免传统声衬吸声频带窄的缺点。在0、30 m/s、60 m/s、98 m/s切向流速和130 dB背景噪声下,提出的梯度阻抗吸声超材料在500~3 000 Hz范围内具备良好吸声效果。该超材料结构简单,在高切向流速高声强复杂边界条件下,仍有深亚波与宽带吸声特性,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 声衬 梯度阻抗调控 梯度卷曲声腔 低频宽带吸声
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