帶有孔或隙隔聲結構的聲傳播特性計算方法研究.pdf

1、隔聲結構聲傳播特性計算是產(chǎn)品低噪聲設計階段的重要環(huán)節(jié)，也是產(chǎn)品噪聲控制工程中的降噪依據(jù)。由于結構、工藝和密封效果的原因，隔聲構件上存在孔洞或縫隙（下文簡稱“孔隙”）不可避免。如汽車車門與車身間形成的帶縫隙結構、汽車發(fā)動機艙和駕駛艙間帶孔的隔聲墻、航空發(fā)動機進氣道的聲襯等。研究工程中這一類帶孔隙隔聲結構的聲傳播特性、建立聲傳播特性與孔隙幾何參數(shù)間的關系、推導帶孔隙隔聲結構聲傳播特性計算方法，對產(chǎn)品低噪聲設計和降噪工程的實施具有重要意義。<

2、br>　　本文以國防973子項目研究為背景，以隔聲結構上的孔隙為研究對象，對多種形狀孔隙在法向入射、傾斜入射和散射聲場入射時聲傳播特性計算方法進行深入研究。建立了復雜孔隙的聲傳播特性計算公式，給出了大尺寸矩形或圓形孔隙聲傳播特性全頻段快速計算方法。在此基礎上，提出了內(nèi)有平均流的孔隙聲傳播特性計算方法。本文的主要研究工作和創(chuàng)新性成果如下:
　　1)復雜孔隙的聲傳播特性計算方法研究。平面波假設下提出了復雜孔隙聲傳播特性計算的一般方法，

3、建立了該計算方法的解析公式。通過直孔、錐孔、突變截面孔等類型孔的聲傳播特性解析計算、算例對比，驗證了該方法的正確性;分析了孔隙幾何參數(shù)對其聲傳播特性的影響，為帶復雜孔隙隔聲結構的設計提供了一種通用的解析計算方法，提高了其計算適應性。
　　2)大尺寸孔隙聲傳播特性全頻帶計算方法研究。當分析頻率很高或孔隙尺寸較大時，計算頻率往往會超過孔隙的截止頻率，平面波假設下的計算模型失效。本文推導并建立了全頻帶矩形和圓形孔隙的聲傳播特性解析計算公

4、式，解決截止頻率以上孔隙的聲傳播特性計算問題，較之已有的解析計算方法具有顯著的速度優(yōu)勢。計算結果與已有解析方法計算結果、聲學有限元法仿真結果和實驗結果對比，具有很高的吻合度，驗證了其正確性;同時，還研究了孔隙幾何參數(shù)對其聲傳播特性的影響，用工程實例檢驗了本方法的準確性和優(yōu)越性，為帶此類孔隙隔聲結構的設計提供依據(jù)。
　　3)隔聲結構上孔隙出入口界面處聲輻射阻抗計算方法研究。帶孔隙隔聲結構的聲傳播計算結果與孔入口和出口界面處聲輻射阻抗

5、密切相關，聲輻射阻抗受輻射體表面振動模態(tài)的控制。本文提出一種考慮輻射體表面振動模態(tài)的聲輻射阻抗計算方法，用變量代換法將四重積分降為二重積分，用極坐標變換方法解決了該類聲輻射阻抗計算中的奇異值問題，降低了聲輻射阻抗求解的復雜程度，為帶孔隙隔聲結構的聲傳播特性計算提供重要支持。
　　4)考慮結構聲透射的帶孔隙隔聲結構聲傳播特性計算的應用研究。采用Patch加權聲傳遞率方法開展考慮結構聲透射的帶孔隔聲結構聲傳播特性計算，將孔用Patch

6、方法附加到無孔隙隔聲板上，獲得孔聲泄露的量化數(shù)值，從而得到含孔隔聲結構的總聲傳遞率和聲傳遞損失，建立了一種考慮結構聲透射的帶孔隙隔聲結構的聲傳播特性計算方法，為孔隙的存在對隔聲結構聲傳播特性影響提供量化指標;聲學有限元法仿真結果驗證了本文計算方法的有效性。
　　5)內(nèi)有平均流的孔隙聲傳播計算方法研究。在孔隙聲傳播特性計算方法的基礎上，結合孔隙內(nèi)有平均流的聲波波動方程，推導并建立了內(nèi)有平均流的孔隙聲傳播特性計算公式。將本文解析計算結