Page 20 - 《应该声学》2022年第2期

188 2022 年 3 月

阻为 44.78 Ω，得到在外接负载为 45 Ω 时，输出 假定颗粒成分和纤维成分随机混合，将两者的比例
功率达到最大值 1395.6 µW，输出功率密度达到 固定在 50 : 50，仿真不同厚度的复合结构对声音的
3
308.49 µW/cm 。压电部分的输出电压幅度 (黑色 吸收效果。在不同厚度下，纤维颗粒复合吸声层的
实线) 和功率 (红色虚线) 与负载电阻 R 的关系如 参数如表 3 所示。由图 11(b) 可见，由于纤维、颗粒
图 10(c) 所示，与理论计算所得压电部分输出电压 的复合结构，使得纤维吸声层在低频区域显示出较
和功率相符，证明方案可行。 好的吸声效果。其中，厚度为3 mm的吸声系数峰值
3.3 纤维吸声层噪声吸收效率仿真测试 与声子晶体结构的吸声效果峰值能较好的形成互
在声场中添加纤维吸声层模型，并设置多孔声 补，且厚度适中，故3 mm厚度的纤维复合吸声层较
学条件，如图 11(a) 所示。入射声压场设置为 2 Pa， 为理想。

表 1 振型分布
Table 1 Distribution of mode of vibration

ऀՂ ᮠဋ/Hz ૝ی ऀՂ ᮠဋ/Hz ૝ی

1 1156.5 4 3697.3

2 2465.8 5 4542.5

3 2469.3 6 4585.1

表 2 应力分布
Table 2 Stress distribution
ऀՂ ᮠဋ/Hz ऄҧѬ࣋ ऀՂ ᮠဋ/Hz ऄҧѬ࣋

1 1156.5 4 3697.3

2 2465.8 5 4542.5

3 2469.3 6 4585.1

0.5 0.5 1500
(45,1395.5672)
0.4 0.4 1000
न᡹ႃԍ/V 0.3 ᣥѣႃԍ/V 0.3 500 ᣥѣҪဋ/mW

0.2
0.2
0.1 0.1
0 0 0
0 1000 2000 3000 4000 5000 0 200 400 600 800 1000
ᮠဋ/Hz ᠇ᣒႃ᫾/W
(a) ԍႃᦊѬї͵വی (b) ԍႃᦊѬႃҹ (c) ᣥѣႃҹˁᣥѣҪဋˁ᠇ᣒႃ᫾ܸ࠵Тጇ
图 10 压电元件仿真测试
Fig. 10 Simulation test of the piezoelectric element