多孔板結(jié)構(gòu)非線性聲學(xué)特性研究.pdf

1、多孔板結(jié)構(gòu)在建筑聲學(xué)，工業(yè)降噪，抑制振蕩燃燒，消除聲疲勞等方面有諸多應(yīng)用。眾所周知，為了在工程應(yīng)用中更好的發(fā)揮多孔板結(jié)構(gòu)的性能，就必需對(duì)其聲學(xué)特性有足夠的了解。經(jīng)過(guò)多年的努力，多孔板結(jié)構(gòu)在低聲壓級(jí)，線性范圍內(nèi)已經(jīng)相當(dāng)完善，但是在高聲壓級(jí)下，非線性范圍內(nèi)至今仍存在急需完善的若干方面。在本文中，針對(duì)高聲壓級(jí)下，多孔板結(jié)構(gòu)的非線性問(wèn)題開(kāi)展了理論和實(shí)驗(yàn)方面的研究，具體工作如下： 1、本文第二章介紹了目前有關(guān)多孔板結(jié)構(gòu)聲阻抗的四種理論模型

2、，分析并總結(jié)了各種理論模型的優(yōu)缺點(diǎn)。 2、本文第三章把多孔板結(jié)構(gòu)單元等效為一個(gè)小的Helmholtz共振器，借鑒Melling建立的適合于Helmholtz共振器的空氣動(dòng)力學(xué)平衡方程，利用龍格塔數(shù)學(xué)方法，發(fā)展了一種數(shù)值計(jì)算方法。并利用該數(shù)值計(jì)算方法對(duì)在單頻激勵(lì)下的多孔板結(jié)構(gòu)的聲學(xué)特性隨聲壓級(jí)的升高而變化的情況進(jìn)行了一系列仿真預(yù)報(bào).所得出的初步結(jié)論是：隨著聲壓級(jí)的升高，多孔板結(jié)構(gòu)的聲阻率會(huì)顯著升高，而聲抗率會(huì)略微下降；吸聲系數(shù)會(huì)隨

3、著聲壓級(jí)的升高，峰值會(huì)下降，但頻帶會(huì)拓寬。在本章中還利用該數(shù)值計(jì)算方法預(yù)報(bào)了單頻激勵(lì)下多孔板結(jié)構(gòu)參數(shù)(穿孔率，孔徑，板厚)的變化對(duì)多孔板結(jié)構(gòu)吸聲性能的影響，所得出的初步結(jié)論是：孔徑較小的，穿孔率較低的，板厚較大的多孔板結(jié)構(gòu)在低聲壓級(jí)吸聲系數(shù)會(huì)高一些；反之，在高聲壓級(jí)吸聲系數(shù)會(huì)好一些。 3、本文第四章中根據(jù)聲阻抗測(cè)量方法的要求，設(shè)計(jì)并搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。驗(yàn)證了在高聲壓級(jí)雙頻激勵(lì)下由于多孔板結(jié)構(gòu)的非線性，兩個(gè)頻率之間的耦合效應(yīng)。初步得出

4、的結(jié)論是：無(wú)論是固定低頻聲壓級(jí)，改變高頻聲壓級(jí)，還是固定高頻聲壓級(jí)，改變低頻聲壓級(jí)，固定一方的聲阻率都將隨著改變方的聲壓級(jí)的升高而升高，特別是改變方的聲壓級(jí)高到多孔板結(jié)構(gòu)出現(xiàn)非線性時(shí)。在本章中，還研究了當(dāng)多孔板結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)對(duì)多孔板結(jié)構(gòu)非線性所引起的頻率耦合效應(yīng)的影響。初步得出的結(jié)論是：固定低頻聲壓級(jí)，當(dāng)高頻的聲壓級(jí)升高時(shí)，孔徑越小的，穿孔率越低的，板厚越小的多孔板結(jié)構(gòu)，低頻的聲阻率會(huì)升高的越快，反之，低頻的聲阻率會(huì)升高的越慢。

5、 4、本文第五章通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了，在單頻激勵(lì)下和白噪聲激勵(lì)下的多孔板結(jié)構(gòu)聲學(xué)特性的異同。初步得出的結(jié)論是：在低聲壓級(jí)，單頻激勵(lì)跟白噪聲激勵(lì)對(duì)多孔板結(jié)構(gòu)的聲學(xué)特性沒(méi)有差異；然而在高聲壓級(jí)，白噪聲激勵(lì)下的多孔板結(jié)構(gòu)的聲阻抗率變化更加迅速，吸聲系數(shù)從單頻激勵(lì)的高聲壓級(jí)向低聲壓級(jí)平移大約20dB。這再次證明了高聲壓級(jí)下，由于多孔板結(jié)構(gòu)的非線性引起了頻率耦合效應(yīng)。本章還研究了，白噪聲激勵(lì)下，多孔板結(jié)構(gòu)的吸聲特性，即傳遞損失隨聲壓級(jí)的變化。得出的