Page 128 - 应用声学2019年第5期

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¯
其中，E 是声空腔的声能量，V 是声空腔的体积，ρ 0
2 飞机客舱中后段声学建模
是常温常压下的空气密度，c 0 是常温常压下空气中
2.1 声学模型 的声速。
图13的模型中，飞行试验测得的机体表面声压
飞行试验数据表明机体表面声压在后应急门
数据作为声源从机舱壁板外表面输入模型。由于飞
前方、靠近地板处最大，并从此处向四周蔓延。因此，
行试验测得的四种工况下的机体表面声压分布特
为满足客舱内的舒适性，应对该型号客机客舱中后
征具有高度一致性，在仿真建模中仅选取工况 1 对
段进行声学设计。为研究机体表面声压的分布趋势
应的声载荷作为输入声源。为便于研究优化设计方
对客舱内部噪声分布的影响，本文用统计能量法建
案，对机舱壁板上的降噪声学包安装区域进行编号，
立了飞机客舱中后段的声学模型如图13所示。
如图13所示。
为研究外场噪声对客舱壁板近场声辐射，在客
舱内壁板附近设置半无限流体 (Semi-infinite fluid,
SIF)测点。这些 SIF测点监测对应壁板的近场辐射
声压，只与对应壁板子系统连接，未考虑客舱声场
图 13 客舱中后段声学模型 混响和其他壁板、舷窗等子系统对该测点声压的影
Fig. 13 SEA model of the middle and after fuselage 响。因此，SIF测点测量的声压值与客舱内的混响声
压有一定差异，两者间不能直接对比。监测客舱内
声学模型参考飞行试验表面声压测点布置位
壁板附近 SIF 测点的声压级可以排除其他子系统
置进行飞机蒙皮部分的子系统划分，并根据统计能
对特定壁板的声辐射影响，直接研究声学降噪包铺
量法的算法原理，尽量划分较大的壁板、声腔等子
设方案在壁板局部的有效性，有助于评估和优化声
系统，以增加模型的准确性。本声学模型中飞机蒙
学降噪包铺设方案。
皮的肋板结构、客舱玻璃的参数均为试验测量结果，
统计能量法中频带内的模态数高于5才能保证
具体参数见表2。
统计能量算法的准确性。本文统计模型中每个子系
表 2 材料参数 统各个频带内的模态数后发现，只有在315 Hz以上
Table 2 Parameters of the materials
频段才能保证所有子系统模态数大于 5。因此，仿
真结果的有效频带范围是 315∼10000 Hz。仿真结
密度/ 拉伸模量/ 剪切模量/
材料类型 泊松比
(kg·m −3 ) GPa GPa 果中的线性总声压级是 315∼10000 Hz 频段的总声
铝合金 2750 72.7 27.3 0.33 压级，与飞行试验测得的机体表面总声压级频率范
玻璃纤维 围不同，仿真结果也无法与中低频段内的实测数据
2250 48.9 18.4
增强环氧树脂 进行对比。由于本文研究声学降噪包铺设的优化
玻璃纤维
1250 40.6 0.38
增强酚醛树脂 方案，而以纤维材料为主的降噪声学包的有效范围
蜂窝板 144.3 0.06 0.025 也在中高频段，统计能量法模型的有效频率范围是
NOMEX 315∼10000 Hz，可以满足研究要求。如果需要用仿
29 0.06 0.025
蜂窝板
真方法研究中低频段的舱内噪声，建议使用有限元
NORDAM
1190 3.3 1.2 0.37 法，但有限元仿真超出本文的研究范围。
亚克力板
2.2 壁板仿真结果
本模型主要研究测量得到的外场噪声对客舱
以在工况1测量的机体表面声压作为声源输入
壁板近场声辐射的影响以及声学降噪包的降噪效
的情况下，本文应用建立的声学模型计算出仅考虑
果，因此未考虑行李架、客舱座椅、空调噪声等对
蒙皮结构、无降噪声学包和内饰板的客舱内壁板近
客舱声场的影响。统计能量法中，声空腔的声压可
场辐射声压级云图，如图 14 所示。由图 14 可以看
表示为
出，试验测量得到的机体表面声压通过肋板蒙皮结
¯
2
2
p = Eρ 0 c /V, (1)
0 构传入客舱后，在蒙皮壁板附近形成的近场声压的