Page 166 - 《应用声学》2022年第3期

488 2022 年 5 月

1.0 1.0
0.9 0.9
0.8 0.8
0.7 0.7
0.6 0.6
0.5 0.5
0.4 0.4
0.3 0.3
0.2 0.2
0.1 0.1
0 0
(a) ܦԍѬ࣋(ॆʷӑ) (b) ፇ౞૝ی(ॆʷӑ)

图 6 归一化的声压与总位移 (a = 0.45) (共振频率为 0.11578 − 0.0063008j)
Fig. 6 Normalized pressure distribution and total displacement at the complex frequency 0.11578−
0.0063008j for a = 0.45
图7 是镶嵌聚氨酯泡沫共鸣器拥有不同半径聚 产生差别的原因是前者没有考虑辐射阻抗，而后者
氨酯泡沫时的品质因素。品质因素越小，共振频带 钢壁参与了振动。当嵌入聚氨酯泡沫以后，没有经
越宽，而共鸣器共振频率的降低往往是以牺牲共振 过修正的模型获得的共振频率始终为 0.323，而考
带宽为代价的。但是从图 7 来看，共鸣器嵌入聚氨 虑了辐射修正的理论模型与有限元软件仿真模型
酯泡沫并没有使品质因素产生大幅度的变化，且数 计算的结果基本一致，且随着聚氨酯泡沫半径的增
值基本维持在 10 以下。这意味着本文所设计的镶 加而呈现降低趋势，当聚氨酯泡沫半径增加至 0.45
嵌聚氨酯泡沫共鸣器在实现低共振频率的同时依 时，二者的共振频率分别降低至0.113和0.116，与空
然拥有令人满意的共振带宽。 共鸣器相比，频率降低至 1/3。但是不可否认，二者
20 确实还存在着一定的差异，这可以从两个方面进行
18
解释。
16
14 0.8
12
0.7 ေ᝷വی
Q 10 ေ᝷വی
0.6 (ᣣ࠱ξ൤)
8 ͌ᄾവی
6 0.5
4 f ♭c ⊳↼b↽♯ 0.4
2 0.3
0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.2
a⊳↼b↽
0.1
图 7 镶嵌聚氨酯泡沫共鸣器的品质因素 0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Fig. 7 Quality factors of the resonator embedded a⊳↼b↽
with polyurethane foam
图 8 镶嵌聚氨酯泡沫共鸣器模型与有限元仿真模
图8 则是镶嵌聚氨酯泡沫共鸣器拥有不同半径 型的共振频率对比
的聚氨酯泡沫时的归一化共振频率。带圈、带星、带 Fig. 8 Resonant frequencies of the resonator em-
菱形的 3 条曲线分别对应了未修正的理论模型、辐 bedded with polyurethane foam obtained by the
theoretical model and the finite element simula-
射修正后的理论模型以及通过有限元软件仿真的
tion
模型计算得到的共振频率。当聚氨酯泡沫半径接近
0 也就是共鸣器没有嵌入聚氨酯泡沫的时候，三者 一方面，无限大刚性障板上圆形活塞的辐射阻
计算得到的共振频率依次大约为 0.5、0.323、0.318， 抗不能完全替代镶嵌聚氨酯泡沫共鸣器的真实辐
与考虑了辐射修正的镶嵌聚氨酯泡沫共鸣器相比， 射阻抗。本文用来对共振频率进行修正的辐射阻抗