Page 65 - 《应用声学》2024年第6期
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第 43 卷 第 6 期               张俊超等: 复合材料级联结构宽频吸声性能研究                                          1241


             下的吸声效果,同时 160 Hz 以上的谷位置也逐                         数值模拟证明了结构在 120∼160 Hz 频段内的吸声
             渐被填平。其中,在穿孔半径 6 mm、吸声棉厚度                          值均达到0.9以上。
             200 mm、SHRs结构厚度60 mm、总厚度260 mm时,                      (3) 为了提高高频吸声效果,将SHRs与三聚氰
             在100∼10000 Hz频带内的平均吸声系数为0.97,在                    胺吸声材料相结合,对多孔材料进行穿孔解决了吸
             100∼200 Hz 频带内平均吸声系数为 0.91。对此结                    声棉对SHRs结构的阻碍,当孔径为6 mm的时候整
             构进行打样测试,三聚氰胺棉的单块厚度为50 mm,                         体的性能最佳,最终实现了在 100∼10000 Hz 频带
             共计四块层叠,总厚度为 200 mm,棉上穿有 9 个直                      内的平均吸声系数至0.97。
             径 6 mm 的通孔,最后一层为 60 mm 厚度的 SHRs
             结构。自研阻抗管的测试频率范围为 64∼3000 Hz,
                                                                              参 考 文        献
             频率在3 kHz以上的时对应的吸声系数基本为1,在
             64∼3 kHz 频段内仿真与实验曲线的吻合度误差在
                                                                 [1] Olsson J, Linderholt A. Low-frequency impact sound
             ±0.1之间,因此证实了该结构设计的准确性。                                pressure fields in small rooms within lightweight timber
                   1.0                                             buildings- suggestions for simplified measurement proce-
                                                                   dures[J]. Noise Control Engineering Journal, 2018, 66(4):
                   0.8                                             324–339.
                                                                 [2] Groby J P, Huang W, Lardeau A, et al. The use of slow
                  ծܦጇ஝                         100 mm              waves to design simple sound absorbing materials[J]. Jour-
                                               SHRs
                   0.6
                                               150 mm
                                                                   nal of Applied Physics, 2015, 117(12): 124903.
                   0.4
                                               200 mm
                                               250 mm            [3] Jimenez N, Huang W, Romero-Garcia V, et al. Ultra-thin
                                               300 mm
                   0.2                                             metamaterial for perfect and quasi-omnidirectional sound
                                                                   absorption[J]. Applied Physics Letters, 2016, 109(12):
                     0
                         10 2.0  10 2.5  10 3.0  10 3.5  10 4.0    121902.
                                                                 [4] Ruiz H, Cobo P, Jacobsen F. Optimization of multiple-
                                  ᮠဋ/Hz
                           (a) ܳߘెநԒएࠫծܦᄊॖ־                        layer microperforated panels by simulated annealing[J].
                                                                   Applied Acoustics, 2011, 72(10): 772–776.
                   1.0
                                                                 [5] 闵鹤群, 郭文成. 具有并联不等深度子背腔序列的微穿孔板吸
                   0.8                         ͌ᄾѬౢ                声体吸声特性 [J]. 东南大学学报 (自然科学版), 2017, 47(1):
                                               ࠄᰎ฾ត                177–183.
                  ծܦጇ஝  0.6       ܳߘెந    SHRs                     Min Hequn, Guo Wencheng.  Absorption characteris-
                                                                   tics of micro-perforated panel sound absorbers with array
                   0.4
                                                                   of parallel-arranged sub-cavities with different depths[J].
                                                                   Journal of Southeast University (Natural Science), 2017,
                   0.2
                                                                   47(1): 177–183.
                                                                 [6] 刘崇锐, 吴九汇. 微穿孔黏性超表面的低频宽带吸声机理 [J].
                    0
                        10 2.0  10 2.5  10 3.0  10 3.5  10 4.0     西安交通大学学报, 2019, 53(12): 80–86.
                                   ᮠဋ/Hz                           Liu Chongrui, Wu Jiuhui.  Low-frequency broadband
                              (b)  ࠄᰎˁ͌ᄾፇ౧ࠫඋ                       absorption mechanism of micro-perforyed lossy metasur-
                                                                   face[J]. Journal of Xi’an Jiaotong University, 2019, 53(12):
                   图 7  多孔材料厚度的影响及实验结果验证
                                                                   80–86.
               Fig. 7 Influence of thickness of porous material   [7] Mei J, Ma G, Yang M, et al. Dark acoustic metamateri-
               and the experimental results verify                 als as super absorbers for low-frequency sound[J]. Nature
                                                                   Communications, 2012, 3(3): 756.
             3 结论                                                [8] Yang M, Chen S Y, Fu C X, et al.  Optimal sound-
                                                                   absorbing structures[J]. Materials Horizons, 2017, 4(4):
                 (1) 基于亥姆霍兹共振结构的吸声原理设计了                            673–680.
                                                                 [9] Stinson M R, Champoux Y. Propagation of sound and
             SHR型吸声结构,并研究了插入管内半径及插入管                               the assignment of shape factors in model porous materi-
             插入深度对吸声性能的影响规律,插入深度越大,插                               als having simple pore geometries[J]. The Journal of the
             入管内半径越小,频率向低频偏移。                                      Acoustical Society of America, 1992, 91(2): 685–695.
                                                                [10] Farzad T, Majid A, Negin S, et al. Low-frequency meta-
                 (2) 通过组合不同吸声频率的谐振腔设计了低
                                                                   material absorber using space-filling curve[J]. Journal of
             频宽带吸声超材料,阻抗管实验结果与 COMSOL                              Electronic Materials, 2019, 48(10): 6451–6459.
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