主動(dòng)吸聲降噪理論與方法研究.pdf

1、主動(dòng)消聲是利用聲波之間的相消性干涉原理，使聲場(chǎng)局部區(qū)域聲能相互抵消，從而達(dá)到降低噪聲的目的。由于聲場(chǎng)的復(fù)雜性，加之實(shí)際聲源場(chǎng)的再現(xiàn)具有相當(dāng)?shù)碾y度，致使主動(dòng)消聲方法實(shí)際應(yīng)用并不理想。而有別于主動(dòng)消聲的主動(dòng)吸聲方法是從噪聲傳播途徑上和受聲體進(jìn)行控制，它的控制目標(biāo)是使入射聲波的反射系數(shù)很小或接近于零，形成“黑洞”現(xiàn)象，使得吸聲系數(shù)達(dá)到最大，從而達(dá)到吸聲降噪的目的。國(guó)外從20世紀(jì)90年代初開(kāi)始對(duì)主動(dòng)吸聲進(jìn)行研究，但是研究成果少見(jiàn)報(bào)道，國(guó)內(nèi)的研究

2、目前尚是空白。本論文基于主動(dòng)吸聲降噪的特點(diǎn)，圍繞其若干關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，在理論和計(jì)算等方面進(jìn)行了研究與探討。論文回顧了主動(dòng)消聲、吸聲降噪的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀，闡述了主動(dòng)吸聲降噪有待解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，提出了論文的主攻目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容。 研究了多層均勻吸聲材料吸聲系數(shù)的理論計(jì)算方法。采用聲電類比與遞推方法推導(dǎo)了由穿孔板、多孔吸聲材料及空腔組成的多層吸聲結(jié)構(gòu)吸聲系數(shù)計(jì)算的理論模型。通過(guò)數(shù)值計(jì)算，揭示了不同組合方式吸聲結(jié)構(gòu)與吸聲系數(shù)的關(guān)系。

3、 基于空腔深度與共振頻率的關(guān)系，提出了穿孔板主動(dòng)吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲理論與方法。經(jīng)過(guò)數(shù)值計(jì)算，得到了空腔深度變化與共振吸聲系數(shù)的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，提出了在穿孔板共振的條件下，通過(guò)一定流速的氣流，可進(jìn)一步提高穿孔板主動(dòng)吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲效果。 針對(duì)寬頻帶吸聲降噪問(wèn)題，提出了基于聲阻抗的兩種主動(dòng)吸聲理論與方法。第一種方法研究了移動(dòng)剛性壁進(jìn)行主動(dòng)吸聲的方法。該主動(dòng)吸聲方法由一層吸聲材料和吸聲材料背后可以移動(dòng)的剛性壁組成，根據(jù)入射聲波的頻率，

4、調(diào)節(jié)吸聲材料背后剛性壁的位置，使吸聲材料表面的聲阻抗與空氣的聲阻抗相匹配，吸聲材料的吸聲系數(shù)達(dá)到最大。但是該主動(dòng)吸聲方法頻率調(diào)節(jié)能力相對(duì)較差，對(duì)單一的低中頻峰值頻率較為有效。為此，提出了另外一種基于聲阻抗的主動(dòng)吸聲方法。該吸聲方法由一層吸聲材料和吸聲材料背后的揚(yáng)聲器組成，調(diào)節(jié)吸聲材料背后揚(yáng)聲器的輻射阻抗，使得吸聲材料的表面聲阻抗率和空氣的聲阻抗率相匹配，從而使吸聲系數(shù)達(dá)到最大，數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明，該吸聲系統(tǒng)在低頻時(shí)能取得較好的吸聲效果，高

5、頻聲通常由吸聲材料來(lái)達(dá)到吸聲降噪的目的。 研究了用壓電材料進(jìn)行主動(dòng)吸聲的理論與方法。用一片壓電材料作為主動(dòng)吸聲材料，通過(guò)等間距布置于壓電材料正前方的兩個(gè)PVDF（Poly Vinylidene Fluoride）傳感器檢測(cè)出入射聲波的聲壓，根據(jù)壓電材料的聲電類比圖，利用壓電材料的壓電性能，理論計(jì)算加在壓電材料上的電壓，使得反射聲波為零，從而達(dá)到主動(dòng)吸聲的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該主動(dòng)吸聲方法是可行的。 基于前一章的理論研究成