内插缝Helmholtz共振腔吸声超结构的机理分析与优化设计.pdf
物理学报
Acta
Phys.
Sin.Vol.73,No.11(2024)114301
内插缝Helmholtz共振腔吸声超结构的
机理分析与优化设计*
1)2)2)†1)‡2)2)††
贾静
肖勇
王勋年
王帅星
温激鸿
1)
(中国空气动力研究与发展中心,
气动噪声控制重点实验室,
绵阳621000)
2)
(国防科技大学智能科学学院,
装备综合保障技术重点实验室,
长沙410073)
(2024
年2
月5日收到;
2024
年4
月2日收到修改稿)
低频噪声一直是噪声控制领域比较棘手的问题,
近年来吸声超结构的蓬勃发展为低频噪声控制提供了
新理念.
本文提出了一种内插缝Helmholtz共振腔吸声超结构,
建立了其吸声特性计算的理论解析方法,
并与
数值计算方法对比,
验证了解析方法的有效性.
随后,
从吸声曲线、简化等效模型、归一化声阻抗、声压云图
与质点速度分布等多角度对吸声特性及吸声机理进行了深入分析.
进一步,
采用差分优化算法开展了多元胞
—
并联耦合宽带优化设计,
优化后典型超结构实现了90
mm厚度下在170380
Hz低频段内平均吸声系数达
到0.86的优异吸声效果.
最后,
制备了若干样件,
开展吸声测试,
实验结果与理论结果符合良好,
验证了解析
建模与优化设计方法的准确性.
本文提出的内插缝Helmholtz共振腔吸声超结构具有结构简单、低频吸声性
能好,
且易于加工制造等特点,
在低频噪声控制领域具有广阔的应用前景.
关键词：吸声超结构,
Helmholtz共鸣器,
内插缝,
低频吸声
PACS：43.55.Ev,
02.60.Cb,
43.30.ZkDOI:10.7498/aps.73
基于Helmholtz共振腔、微穿孔板、共振薄膜等
1
引言共振式结构设计的吸声超材料/超结构得到了广泛
[6][7]
关注.
Cai等设计了一种基于卷曲空间的共面
噪声广泛存在于各类工业设备和武器装备中,
吸Helmholtz共振吸声超结构,
采用理论解析和实验
声降噪是实现噪声控制的主要技术途径之一.
传统测试两种方法对其吸声特性开展研究,
结果表明该