宽频带单层微穿孔板吸声体的研究.pdf

《宽频带单层微穿孔板吸声体的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、中国科学技术大学博士学位论又宽频带单层微穿孑L板吸声体的作者姓名：研究钱玉洁学科专业：检测技术与自动化装置导师姓名：孔德义研究员完成时间：二。一四年五月二日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfordoctor’SdegreeResearchonbroadbandsingle-·layerMicro--perforatedPanelAbsorberAuthor’SName"YujieQianSpeciality：DetectionTechnol

2、ogyandAutomaticEquipmentSupervisor：Prof．DeyiKongFinishedtime：May2m，2014中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：锗玉蒸签字日期：2旦壁：堑童中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国

3、科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。。fⅧ公开口保密(——年)作者签名：盛墨堕导师签名：圣必馥签字日期：2Q』生：鱼：多签字日期：丝f竺：鱼：3：摘要微穿孔板(Micro．perforatedpanel，MPP)吸声体由我国著名声学专家马大猷教授于

4、1975年提出，并建立了相关理论模型，称为马氏理论模型。微穿孔板吸声体自提出以来，就以其坚固、质轻、耐蚀和环境友好等诸多优点，被广泛应用于建筑物、船舶、飞机、消声器等众多领域，被誉为21世纪可以替代传统多孔吸声材料的最具吸引力的新一代吸声材料。然而，传统单层微穿孔板吸声体的一个显著缺点是吸声带宽较窄，一般为1~2个倍频程，作为一个通用的吸声结构这是远远不够的。此外，由于安装空间的严格限制，许多噪声控制问题都要求薄的降噪结构。因此，如何在不增加吸声体厚度的情况下拓宽单层微穿孔板吸声体的吸声带宽是目前的一个研究热点

5、。本文重点围绕如何拓宽单层微穿孔板吸声体的吸声带宽，开发薄降噪结构展开相关研究。主要的研究内容包括以下几个方面：1．微穿孔板吸声体的吸声特性由其结构参数决定，如穿孔直径、板厚、穿孔率和空腔深度。本文通过MATLAB数值仿真对微穿孔板吸声体的吸声特性进行了参数化研究，得到了各结构参数与其吸声特性相互影响的规律。在充分理解微穿孔板吸声体吸声特性随其结构参数变化规律的基础上，设计了基于C++的面向微穿孔板吸声结构和吸声特性混合设计的软件平台，与以往微穿孔板吸声体设计平台不同，此平台综合考虑了结构参数和吸声特性参数两方

6、面的限制，在实现微穿孔板吸声体按需设计的同时可兼顾最大吸声系数与吸收带宽之间的相互制约关系，提供满足混合设计要求的优化结构参数组合。2．实验探讨了超微孔微穿孔板吸声体的吸声性能。马氏理论模型预测穿孔直径小于100uln的超微孔微穿孔板吸声体可达到单层微穿孔板吸声体的吸声带宽极限，但限于传统加工工艺如机械钻孔、针刺等对超微孔的加工难度，超微孔微穿孔板吸声体一直鲜见报道。本文对超微孔微穿孔板的加工工艺进行了探索研究，应用微机电系统(Micro．electronicMechanicalSystems，MEMS)工艺制

7、作了超微孔微穿孑L板。任何加工工艺都存在加工误差，对于传统的大孔径微穿孔板吸声体，数微米的加工误差基本可以忽略，然而对于孔径小于100Ulll的超微孔微穿孔板，加工误差的影响可能不可忽略。本文建立了计及加工误差的MPP理论分析模型，率先从理论上探讨了加工误差对超微孔微穿孔板吸声体吸声性能以及马氏理论模型关于超微孔微穿孔板吸声体适用性的影响，数值仿真结果表明一定范围内的加工误差不影响超微孔微穿孔板吸声体的吸声性能以及马氏理论对摘要其吸声性能预测的准确性(最大预测误差仍在6％以内)。最后，在驻波管中使用驻波比法测量

8、得到超微孔微穿孔板吸声体的垂直入射吸声系数，实验验证了马氏理论模型关于单层微穿孔板吸声体带宽极限的理论预测以及计及加工误差的MPP理论分析模型关于加工误差对超微孔微穿孔板吸声体吸声性能影响得出的结论。3．理论与实验研究了多孔径微穿孔板吸声结构。基于MEMS工艺制作的超微孔微穿孔板吸声体可达到单层微穿孔板吸声体的带宽极限，且体积小，对有限吸声空间的降噪问题具有巨大吸引力，但随着孔径的减小