Page 47 - 《应用声学》2024年第6期
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第 43 卷 第 6 期 崔洪军等: 高速公路组合式声屏障结构设计与多目标优化 1223
∆h 1 ∆h 1 i + h
D i = l − i + , (12) w d
tan θ cos β
β = π/2 − 2θ, (13) d
d
] 的空腔
其中,D i 为第 i 个不规则空腔传递矩阵 [T c i
的计算见式(8)。 d
厚度,声阻抗z 2 i
d
d
β
ծ ծ
ܦ ܦ
ె l ె d
ந ந
θ
图 6 QRD 复合结构
Fig. 6 Composite structure of QRD
ॲቈߘ iDh
h h 1.2.4 透明隔声结构
(a) ܦฉ͜୧य़ (b) ॲቈߘሏஙፇ౧ 透明隔声结构采用双层亚克力板的结构型式,
图 5 多重锥形吸声结构凸起 如图 7所示,其阻抗为密度与声速的乘积,其中亚克
Fig. 5 Multiple conical sound absorption struc- 力板的声阻抗z 4 远大于空气的特征阻抗,可以视为
ture protrusions 无穷大,即可以看作刚性边界。
此结构的总声阻抗 z 2 为 N 个阻抗复合结构通 100 mm
过并联得到,见式(14):
ᨸՌ
( ) −1
N
∑ 1
z 2 = , (14)
Nz 2 i
i=1 ̎Бҧ
进一步可根据式(9)计算得到其吸声系数值。 1000 mm
1.2.3 QRD复合结构 ᨸՌʼᝈӵ͈
QRD 复合结构采用 QRD 与微穿孔板复合的
结构型式,其不同厚度的空腔与微穿孔板组合,构成
了多个微穿孔板共振结构,如图6 所示。其中,QRD 图 7 双层中空亚克力板
最底部凹槽厚度为 0,即为刚性面,将其并入透明隔 Fig. 7 Double layer hollow acrylic panel
声结构声阻抗z 4 的计算中。通过将微穿孔板传递矩 1.2.5 组合式声屏障
阵和空腔传递矩阵按设置顺序相乘获得不同空腔
图 8 为各吸声结构吸声系数曲线汇总图,从
厚度微穿孔板共振结构的传递矩阵和声阻抗,最后
中可以看出:吸声复合板结构在 280∼1860 Hz 和
得到QRD复合结构的总声阻抗。
2095∼4000 Hz的吸声效果较好,其吸声系数在0.60
]可由
以上,且在 2570 Hz 处吸声峰值达到 0.97,因此,吸
第i个微穿孔板共振结构的传递矩阵[T q i
式(15)计算得到:
声复合板无论是在低频还是在中高频均有不错的
] = [T s ] [T c ] , (15) 吸声性能;多重锥形吸声结构具有较宽的吸声频带
[T q i
和多个吸声峰值,在 180∼605 Hz 和 820∼2060 Hz
见式 (8)。QRD 复合结构总声阻抗
其中,声阻抗 z q i
范围内的吸声系数高于 0.60,且在 930 Hz 处达到
z 3 由式(16)计算得到:
峰值,吸声峰值为 0.95;QRD 复合结构具有多个
( ) −1
6
∑ 1 吸声峰值,在 300∼800 Hz 频率范围内吸声系数均
z 3 = , (16)
i=1 6z q i 高于 0.90,具有宽频吸声的特点,在高频 1565 Hz、
进而可通过式(9)计算得到其吸声系数值。 1670 Hz、2230 Hz、2925 Hz 和 3000 Hz 处均达到