基于薄膜型聲學(xué)超材料的低頻降噪技術(shù)研究.pdf

1、一直以來，低頻噪聲由于其聲波波長的特殊性，所以采用普通隔聲材料難以達(dá)到令人滿意的隔絕效果。薄膜型聲學(xué)超材料的出現(xiàn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的線性隔聲材料應(yīng)對低頻噪聲問題上的缺陷，表現(xiàn)出了良好的低頻降噪性能。基于結(jié)構(gòu)局部共振原理的薄膜型聲學(xué)超材料，已經(jīng)成為超材料在低頻噪聲領(lǐng)域應(yīng)用的主要發(fā)展趨勢。本文系統(tǒng)的研究了薄膜型聲學(xué)超材料作為一種新型材料，在低頻降噪方面的降噪機(jī)理，以推動薄膜型聲學(xué)超材料的實(shí)用化進(jìn)程，本文具體的工作內(nèi)容如下：
　　本文首先詳細(xì)

2、分析了聲波在隔聲結(jié)構(gòu)表面的反射、透射以及吸收系數(shù)，明確了隔聲材料分析的基本方法，并且給出了隔聲性能的評價指標(biāo)。基于結(jié)構(gòu)力學(xué)能量理論，預(yù)測了薄膜結(jié)構(gòu)形變狀態(tài)的應(yīng)變能分布，為吸聲型薄膜聲學(xué)超材料吸聲機(jī)理的分析提供了理論和仿真基礎(chǔ)。
　　其次，根據(jù)薄膜型聲學(xué)超材料的理論模型，基于有限元分析方法和多物理場有限元分析軟件COMSOL，建立了超材料的聲-固耦合模型。分析了聲反射型薄膜聲學(xué)超材料在不同頻率(100Hz~1000Hz)的聲源激勵下

3、的隔聲效果，證明了超材料用于低頻降噪的優(yōu)越性。同時，深入研究分析了吸聲型薄膜聲學(xué)超材料的吸聲機(jī)理，分析了吸聲型薄膜聲學(xué)超材料的結(jié)構(gòu)振動特性和能量分布規(guī)律，仿真結(jié)果與理論預(yù)測基本一致。
　　然后，基于建立的聲-固耦合模型，研究了超材料的結(jié)構(gòu)參數(shù)對超材料的噪聲吸聲系數(shù)的影響。通過對質(zhì)量塊的結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，提高了薄膜聲學(xué)超材料對低頻噪聲整體的吸聲效果。并且通過對雙層超材料結(jié)構(gòu)的分析，證明了采用雙層薄膜型聲學(xué)超材料結(jié)構(gòu)可以使日常生活中低頻噪聲