多孔材料元胞自動(dòng)機(jī)聲學(xué)建模及高聲壓激勵(lì)下材料的聲學(xué)性能研究.pdf

1、本文分別以常溫常壓下多孔材料聲學(xué)建模和高聲壓級(jí)下微穿孔板吸聲性能理論仿真兩個(gè)方面入手對(duì)吸聲體進(jìn)行研究。多孔材料的聲學(xué)建模是采用元胞自動(dòng)機(jī)算法，目的是為了能夠從新的角度入手去建立多孔材料的吸聲理論模型;微穿孔板在高聲壓級(jí)下的吸聲仿真則是通過(guò)多物理耦合軟件COMSOL來(lái)完成。
　　第一部分為元胞自動(dòng)機(jī)建模。研究對(duì)象為平面波在駐波管內(nèi)的傳播，對(duì)其建立一維元胞空間，同時(shí)通過(guò)對(duì)一維小振幅聲波的波動(dòng)方程差分計(jì)算以及邊界條件分析推導(dǎo)出元胞之間的

2、局部演化規(guī)則，從而得到末端無(wú)吸聲材料時(shí)駐波管模型內(nèi)平面聲波的聲壓分布。接下來(lái)，以此為基礎(chǔ)，在駐波管末端添加吸聲材料，推導(dǎo)材料內(nèi)部元胞單元之間的局部演化規(guī)則，并計(jì)算出此情形下駐波管模型內(nèi)的聲壓分布。最后，模擬駐波法實(shí)驗(yàn)，采集管內(nèi)聲壓幅值，計(jì)算出吸聲系數(shù)，計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好。該一維模型旨在通過(guò)邊界條件的推導(dǎo)實(shí)現(xiàn)聲波在邊界處的真實(shí)反射情況，為后續(xù)構(gòu)建復(fù)雜多孔材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)元胞自動(dòng)機(jī)模型打好基礎(chǔ)，從而得到聲波在多孔材料內(nèi)部無(wú)序分布的骨

3、架結(jié)構(gòu)中的傳播規(guī)律。
　　第二部分為高聲壓級(jí)下微穿孔板的吸聲仿真。與多孔材料相比，微穿孔板具有更規(guī)則的結(jié)構(gòu)，以馬大猷教授提出非線性聲阻理論為基礎(chǔ)，通過(guò)方程推導(dǎo)，利用COMSOL軟件壓力聲學(xué)模塊對(duì)微穿孔板吸聲特性進(jìn)行建模仿真，并通過(guò)仿真計(jì)算結(jié)果得到影響高聲壓級(jí)下微穿孔板吸聲特性的結(jié)構(gòu)參數(shù)。微穿孔板雖然屬于共振式吸聲結(jié)構(gòu)，但其吸聲機(jī)理與多孔材料有共同點(diǎn)，并更為簡(jiǎn)潔，該仿真以微穿孔板為研究對(duì)象，但對(duì)多孔材料在高聲壓級(jí)下的吸聲研究具有一定