在这项工作中,从理论上、数值和实验上研究了具有高声压级(SPLs)的分层蜂窝芯的微穿孔夹层板的吸声性能。建立了基于微穿孔面板(MPP)理论和阻抗传递理论的理论模型,该模型考虑了高SPLs条件下时间和空间的空气密度变化的数值模型得到了很好的验证。通过分析60 dB和120 dB结构的抗声和声电抗的变化,研究了高SPLs对吸收结构声音吸收的影响。通过研究不同SPLs结构中粒子振动速度的分布,研究了高SPL对声场的影响和潜在的声音吸收机制。此外,利用所建立的理论模型和优化算法,提出了具有优化几何参数的分层蜂窝芯微穿孔夹层板,在低SPL和高SPLs条件下具有良好的宽带吸收性能。这项工作的主要结论如下:
(1) 高 SPL 极大地影响了吸收结构的吸声。在高SPLs下,随着吸收峰的减小和峰值频率向高频移动,该结构的整体吸声性能减弱。吸收与频率曲线变得更平坦,显示出更宽的半吸收带。随着SPL的进一步增加,吸收性能的恶化变得更加严重。
(2) SPL的增加可以极大地提高抗声能力,略微降低所提出的吸收结构的声电抗,导致结构和空气之间的阻抗不匹配。
(3)在高SPL、压力水平、微穿孔孔内和周围空气颗粒的振动加剧,导致能量损失过大,破坏吸收系统能量损失与泄漏之间的平衡。
(4)适当增加微穿孔的直径和空气腔的高度可以减少高SPLs对结构吸声性能的影响。在120 dB的860 Hz-2000 Hz范围内,优化后的结构在860 Hz-2000 Hz范围内,在范围690 Hz-2000 Hz在60 dB时,在高声压和低声压水平下具有良好的吸声性能。
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