Page 107 - 《应用声学》2022年第5期

第 41 卷 第 5 期 罗平展等： 管道有源噪声控制中壁面分布次级声源的空间分布优化 783

是因为 22 个次级声源属于过采样，不能改善控制 式，因此通过使用双层分布次级声源并增加层间距
效果。 也能起到增大轴向尺寸的效果。壁面分布的 14 × 2
双层次级声源不同轴向间距对高阶模式声波的控

൓ጟܦູ 制效果如图 7所示。图7的结果表明，采样壁面分布
1.0 m
双层次级声源并适当增大轴向间距同样能够获得
较好的控制效果，尤其在相对中高频段增大轴向间
ቇᫎѬ࣋ (1)
距可以显著提高控制效果。但应该注意到在轴向间
距很大时可能在部分频段出现降噪量下降的现象，
例如对于轴向间距 ∆L z = 5 m 相对于 ∆L z = 2 m
在 140 Hz 左右对高阶模式的控制效果反而出现了
ቇᫎѬ࣋ (2) ቇᫎѬ࣋ (3)
恶化。这主要是轴向间距过大导致在轴向上不满足
(a) ൓ጟܦູቇᫎѬ࣋
120 采样定律，使得控制效果恶化。尽管如此，总体来看
采用壁面分布双层次级声源并适当增大轴向层间
100
距，能够以相对较少的次级声源实现对高阶模式声
80
ܦ ᑟ ื /dB 60 波的控制。

120
Ѻጟܦڤ
40
ቇᫎѬ࣋ (1) 100
ቇᫎѬ࣋ (2)
20
ቇᫎѬ࣋ (3) 80
ܦᑟื/dB 60
0
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
ᮠဋ/Hz
(b) ࠫऄᄊ٪ܦ଍҄஍౧ 40 Ѻጟܦڤ
14 2
14 4
图 5 壁面分布次级声源的周向上次级声源数量对控制 20 14 6
效果的影响 0 14 8
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Fig. 5 The influence of the number of the single-layer
ᮠဋ/Hz
boundary-located secondary sources in the circumfer-
图 6 轴向上不同层数的壁面分布次级声源对高阶
ential direction on the control performance
模式控制效果
接下来研究次级声源在管道轴向上的数目和 Fig. 6 The control performances achieved by
间距的影响。将壁面分布次级声源在周向上固定分 different layers of boundary-located secondary
布为14 个，即按照图5(a)中空间分布(1)，层间距固 sources
定为 ∆L z = 1 m，轴向上不同层数的次级声源对高 120
阶模式的控制效果如图 6 所示。图 6 中 14 × 2 表示
100
在管道周向上有14个次级声源，在轴向上共有2层，
其余表述以此类推。图6的结果表明，通过增加壁面 80
分布次级声源在管道轴向上的层数，扩大次级声源 ܦᑟื/dB 60
在管道轴向上的分布范围，能进一步提高控制效果， 40
Ѻጟܦڤ
尤其在相对高频段，高阶模式声波数目较多时控制 20 DL z=0.5 m DL z=1.0 m
效果提升更为明显。当次级声源的层数超过6层时， DL z=2.0 m DL z=5.0 m
0
即轴向尺寸 L z 超过 5 m，壁面分布次级声源对高阶 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
ᮠဋ/Hz
模式声波的控制效果达到接近最优，实现近 60 dB
图 7 壁面分布双层次级声源的不同轴向间距对高
的降噪量。
阶模式声波的控制效果
最后讨论壁面分布次级声源的轴向间距对控
Fig. 7 The control performances achieved by
制效果的影响。本文提出的理论模型表明次级声源 different axial spacings of the boundary-located
分布的轴向尺寸较大时有利于对控制高阶高阶模 double-layer secondary sources