Page 65 - 《应用声学》2024年第6期
P. 65
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):
ࠄᰎត 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.
