Page 22 - 《应该声学》2022年第2期

190 2022 年 3 月

分能量较小，纤维层吸收后温度变化可忽略不计，故 传输损失比较如表 4 所示。经对比发现，本文在同
对于压电薄膜的性能不造成影响。 类工作中隔声效果较好，且最大隔声的发生频率更
对于同类工作的结构设计、仿真方法和最大声 符合生活噪声的条件，具有一定的实用价值。
5
dB Pa Pa /(10 NSm -2 )
100 4 3 3.53 1.0
3.00
95 2 2.48
90 1 1.96 0.8
1.44
85 0 0.92 0.6
-1
80 -2 0.40 0.4
75 -3 -0.12
-4 -0.64 0.2
70
-1.16
(a) ֶ̗டʹ͌ᄾവগ
80 0.5
௄ծܦᜉᎶ
0.4
ѣጟԍܦቫ࠱/dB 40 न᡹ႃԍ/V 0.3
60

0.2
20 దծܦᜉᎶ
0.1
0 0
0 1000 2000 3000 4000 5000 0 1000 2000 3000 4000 5000
ᮠဋ/Hz ᮠဋ/Hz
(b) ᣥѣቫܦԍጟ (c) ᣥѣႃԍజጳ

图 12 整体效果仿真
Fig. 12 Simulation of overall effect

表 4 同类工作设计与结果对比
Table 4 Comparisons of similar work designs and results

同类工作 结构设计 仿真方法 最大声传输损失/dB
Wang 等 [26] 声学超表面镜 COMSOL 17.72 (3430 Hz)
梁孝东等 [27] 局域共振二维声子晶体 COMSOL 45 (37 Hz)
赵胜东 [28] 单相固体声子晶体 COMSOL 13.62 (5900 Hz)
王兴国等 [29] 一维径向声子晶体柱壳 COMSOL 160 (40000 Hz)
李玉良 [30] 三维框架包覆薄膜超材料 COMSOL 107.97 (1650 Hz)
贺子厚等 [31] 薄膜底面 Helmholtz 腔声学超材料 COMSOL 47.05 (626 Hz)
本工作 声子晶体 -压电材料 -纤维层复合结构 COMSOL 55.4 (250 Hz)

4 结论与展望 打印等材料制造工艺，实现声子晶体结构和压电材
料的柔性化制备。通过声压在声子晶体点缺陷处得
在吸声降噪部分，采用了声子晶体、纤维颗粒
到加强，利用 PVDF 将振动机械能转化为电能，实
复合结构实现中高低频段的噪声吸收。声子晶体结
现对声能的高效转化。产生的电能可以进行收集、
构能对中高频段的噪声进行吸收，纤维吸声材料层
储存后由端口输出供给小型用电器、医院及居民区
例能对低频噪声进行吸收，以此得到宽频段的吸声
等场所的备用电源进行充电加以利用。
结构，有效起到了降噪功能。同时纤维颗粒复合层
采用废弃生物质资源回收利用，减少废物处理的碳
参 考 文 献
排放量，又可实现环保功能。
在声电转换部分，采用多技术联用实现柔性声
[1] 冯燕芬. 医院噪音造成的影响及应对措施研究 [J]. 黑龙江中
子晶体与压电结构制备的技术。通过静电纺丝、3D 医药, 2019, 48(4): 154–155.