微穿孔板吸聲體的優(yōu)化設(shè)計與仿真研究.pdf

1、微穿孔板吸聲體是由穿孔直徑在1毫米以下的薄板和板后空腔組成的共振吸聲結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的吸聲材料及普通穿孔板吸聲體相比，微穿孔板吸聲體清潔、可收回重復(fù)利用、不燃、堅固、重量輕，由于不需另加纖維等多孔性吸聲材料即可獲得良好的吸聲性能，且制造不受材料限制，不污染環(huán)境，已成功應(yīng)用在建筑物內(nèi)部、消聲器、輪船等眾多領(lǐng)域，被譽(yù)為新一代最吸引人的吸聲材料。
　　 微穿孔板吸聲體的吸聲性能主要取決于自身的結(jié)構(gòu)參數(shù)，合理的參數(shù)組合會獲得很好的吸聲效果，

2、然而通過窮舉搜索較優(yōu)的參數(shù)組合是不切實際的，更好的方法是采用優(yōu)化算法。經(jīng)典的微穿孔板吸聲體理論模型假設(shè)穿孔的板是剛性的，忽略了板自身材料性能對微穿孔板吸聲體吸聲特性的影響，但是當(dāng)這種影響不可忽略時，該模型的精確度降低。
　　 本文重點圍繞微穿孔板吸聲體結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計與計算機(jī)仿真方面展開相關(guān)的研究。
　　 主要的研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　 1.微穿孔板吸聲體的吸聲性能由多個結(jié)構(gòu)參數(shù)共同決定，本文采用MAT

3、LAB通過數(shù)值仿真對其吸聲特性進(jìn)行研究，得到不同參數(shù)對吸聲性能的影響規(guī)律。并設(shè)計了基于LABVIEW和MATLAB的微穿孔板吸聲體聲學(xué)仿真計算平臺，提供兩種設(shè)計方式，通過LABVIEW調(diào)用MATLABScript節(jié)點可以方便、直觀的根據(jù)具體工程應(yīng)用背景要求設(shè)計所需要的微穿孔板吸聲體結(jié)構(gòu)。
　　 2.采用自適應(yīng)小生境遺傳算法，分別對單層和雙層微穿孔板吸聲體的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，搜索得到最優(yōu)的參數(shù)組合，使其在給定的頻帶范圍平均吸聲

4、系數(shù)最高，達(dá)到寬頻帶高吸收的最佳效果。
　　 3.采用上述優(yōu)化算法并考慮到加工條件的限制優(yōu)化微穿孔板的結(jié)構(gòu)參數(shù)組合，選用不同的材料加工微穿孔板膜片。在駐波管中測試其法向吸聲系數(shù)與經(jīng)典理論計算對比后發(fā)現(xiàn)，材料對吸聲性能的影響不可忽略。
　　 4.在計及板材料性能影響的微穿孔板等價多孔材料模型的理論基礎(chǔ)上，采用VAONE軟件的foam模塊建立微穿孔板等價模型來模擬其在擴(kuò)散場中的吸聲特性，與經(jīng)典模型相比更接近實驗測試值，且對雙