前沿文献: 一种新型蝶形双面板多孔材料宽带低频吸声结构

文摘   2024-10-07 14:00   江苏  


传统的共振吸声材料和结构作为建筑吸声结构的主要组成部分,在空间维度的约束下,整体降噪能力有限,不能满足室内低频宽带吸声和深亚波长特性的要求。这对建筑吸声结构的声学性能设计提出了新的挑战。在此基础上,本文提出了一种新型的以多孔材料为衬里的双层蝶形亥姆霍兹谐振腔声学超材料结构。利用有限元软件COMSOL对结构进行了仿真,并通过驻波管吸声试验对结构进行了验证。结果表明,结构的三聚氰胺泡沫衬里可以使结构在400 ~ 600Hz频率范围内具有优异的吸声性能,平均吸声系数大于0.9,在600 ~ 700Hz频率范围内平均吸声系数大于0.8。实现了声波的准完美吸收。该吸声结构在420Hz处的共振吸收峰为0.99,结构厚度仅为吸收峰频率对应波长的1/14,反映了其深亚波长大小的特点。当结构高度为60mm时,仍有较宽的吸声频带,带宽比为76%(吸声系数>0.5)。新型蝶形双层亥姆霍兹谐振腔声学超材料结构的设计为建筑吸声结构的降噪提供了一种新的途径

在建筑领域,人们越来越需要改善建筑物的吸声性能。本文研究了一种采用多孔材料衬里的蝶形双层亥姆霍兹谐振腔结构,该结构可以提高宽带低频声的吸声性能。具体结论如下:

(1)与传统吸声结构相比,该结构厚度仅为60 mm,在低频宽带范围内具有优异的吸声性能。

(2)该结构在400 ~ 600Hz频率范围内吸声性能优异,在600 ~ 700Hz频率范围内平均吸声系数大于0.9,平均吸声系数大于0.8。实现了声波的准完美吸收。

(3)该结构在低频范围内吸声频带较宽,带宽比为76%(吸声系数>0.5)。

(4)室温硫化硅橡胶(RTV-2)可以改善结构的吸声峰和吸声谷。

(5)在亥姆霍兹谐振器上对三聚氰胺泡沫的参数进行了分析,得出孔隙率大、多孔材料厚度大、流动阻力小有利于复合材料结构低频吸声的结论。弯曲系数、粘性特性长度和热特性长度对结果影响不大。

该结构具有良好的低频吸声性能,提高了室内声学效果,具有良好的声舒适性。通过独特的共振机制,该结构能够有效地吸收特定频率的声波,从而降低环境中的噪声水平。这些特性使其成为轻型建筑和住房项目的理想选择。

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