Page 32 - 《应该声学》2022年第2期

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鉴于此，本文提出一种新结构，将消声单元结
0 引言
构分布式嵌入隔声结构，利用消声结构的通风、消
采用隔声结构是噪声控制领域中的常用措施。 声能力，实现既能允许气流通过，又能有效消减噪声
隔声结构的密封程度直接影响其隔声效果，很小的 传播的功能，参考消声器的定义，将该结构称为分布
孔洞、缝隙也能导致明显的隔声效果降低 [1] 。在实 式消声板结构。根据结构特点建立简化模型，应用
际工程实践中，通风散热是大部分设备正常运行的 修正传递矩阵方法分析研究消声板声学性能，加工
基本要求，为了实现通风散热功能，往往在设备隔声 消声板样件，通过实验室测试，验证分布式消声板的
罩结构之外，单独设计消声通风通道，不仅增加了 声学性能、预测方法及其通风性能。
降噪措施的复杂程度，还需要足够大的进排风消声
空间，令降噪措施的实施难度大幅增加。因此，兼具 1 消声板模型
隔声、通风双重功能的结构成为隔声研究中的热点
1.1 消声板结构
之一。
在板结构上，直接开孔，可实现透气功能，但由
Ford等 [2] 的研究显示，开口的双层窗结构与单
于开孔导致的漏声，板的隔声能力将明显降低。为
层窗结构的隔声效果接近，由于开口面积较小，实
降低漏声影响，在整个板结构均匀嵌入大量小型消
际的通风效果不明显，但该研究提出了基本的通风
声单元代替直接开孔，如图1 所示 (嵌入简单膨胀消
隔声结构。Cotana [3] 提出了机械通风隔声结构，采
声结构)，形成一种新型结构，即消声板结构。
用机械设备风机提升开洞处通风量的方法，并增
由于每个消声单元前后有进出口，令板结构整
加吸声材料实现局部降噪。之后，Kang 等 [4] 设计
体具有透气能力；而声波进入每个消声单元进口后，
了错开洞口的双层通风隔声窗结构，避免直达声的
由于单元内部的消声结构令声波产生大幅的衰减
传递，增加了隔声效果。王佐民等 [5] 采用传递矩阵
后从消声单元出口传出。可见，整个板结构具有允
(Transfer matrix, TM)法分析了交错开口通风隔声
许气体透过但能有效衰减声波传播的能力，类似于
结构的隔声特性，为通风隔声结构的性能分析提供
消声器的功能，因此，称此板结构为消声板结构。
了分析方法。俞悟周等 [6] 提出的通风隔声结构，利
用透明微穿孔板提高降噪效果，实现了较好的隔声
量和通风效果。刘松等 [7] 针对交错结构自然通风窗
建立了声学模型，并通过有限元法 (Finite element
method, FEM) 得到了验证，有效指导了交错开口
通风隔声结构的设计。Huang等 [8] 在交错结构窗户
内安装有源控制系统，针对低频段噪声进行有源控
制，从而在全频带获得良好的降噪效果。此外，林
远鹏等 [9] 利用声学折叠结构和中空管道，构造了
一种通风隔声屏障结构，扩展了通风隔声结构的 图 1 消声板结构
应用范围。
Fig. 1 Structure of silencing panel
综上所述，针对通风隔声结构的研究主要集中
在隔声结构与通风消声通道的结合方式以及如何 消声板消声性能的原理示意图如图 2 所示。声
提高通风通道的消声效果上。通风隔声结构多是隔 波从噪声源传播至消声板，出现两种情况：(1) 被板
声结构与消声结构的简单拼接，通风通道大多设置 阻挡后发生反射，反向传播；(2) 进入消声单元并继
在整体结构的边缘位置，且数量少、通风面积小，通 续传播。
风通道曲折不通畅，导致通风隔声结构仍存在结构 传播进入消声单元的声波依靠单元结构的膨
尺寸大、系统复杂、低频效果差、通风量小、流场极 胀、共振等消声元件产生的阻抗变化实现消声，并
度不均匀等问题。 可根据消声需要设计消声单元内部结构。