為了有效控制低頻寬帶噪聲,提出了一種基于亥姆霍茲共振器的雙局域共振效應聲學超材料。聲學超材料將亥姆霍茲共振效應與彈簧質量共振效應結合,通過驅動電壓控制薄膜變形,實現(xiàn)兩個系統(tǒng)的共振頻率同時發(fā)生變化。在建立系統(tǒng)數(shù)學模型的基礎上,計算得到亥姆霍茨共振系統(tǒng)固有頻率為414.1Hz,柔性薄膜系統(tǒng)固有頻率為28.68Hz,與柔性薄膜的共振頻率理論計算偏差為4.4%,與亥姆霍茲共振腔的共振頻率理論計算偏差為0.97%。利用COMSOL軟件的聲固耦合物理場研究了聲學超材料的聲學性能,采用雙負載法對聲學超材料進行測試。結果表明:該聲學超材料在低頻范圍內有良好的噪聲控制效果,產(chǎn)生兩個傳遞損失峰值,形成了雙局域共振效應,可以同時對兩個頻率范圍內的噪聲進行控制。當驅動電壓從0V增加至350V時,彈簧質量系統(tǒng)傳遞損失峰值頻率從30Hz偏移到110Hz,變化率為22.8%,可以實現(xiàn)噪聲的自適應控制,為聲學超材料主動控制及優(yōu)化提供一種方法。 

【文章來源】：航空動力學報. 2020,35(01)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖1 雙局域共振聲學超材料結構

圖2為安裝有聲學超材料的管道系統(tǒng)示意圖，圖中l(wèi)c為頸部高度，l為腔體高度，r為腔體半徑，rc為頸部半徑，位置1、位置2分別表示頸部進口、出口端面與傳聲管道和空腔的連接處，位置3為集成有壓電振子的復合薄膜。2.1 亥姆霍茲共振器的共振頻率

為了研究壓電振子在驅動電壓作用下的變形情況，采用激光位移傳感器對直徑為50mm壓電振子的形變進行測量[18]。實驗裝置如圖3所示，將裝有壓電振子的夾具固定在滑臺上，其中壓電振子上的壓電陶瓷為正極，銅片為負極進行施加電壓。在未施加直流電壓的狀態(tài)下每隔5mm向X方向移動，沿徑向掃描一次，記錄形變數(shù)據(jù)，此時將測量的值記為壓電振子的靜態(tài)值，隨后每隔50V施加直流電壓，重復上述操作，最后將數(shù)據(jù)輸入計算機中。通過與靜態(tài)結果求差值可以得出壓電振子在不同驅動電壓下的位移形變。3.2 實驗結果

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]可調頻Helmholtz共振器聲學性能[J]. 安君,呂海峰,耿彥章,韓彥南.  中國機械工程. 2018(08)
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碩士論文
[1]基于超材料的聲波主動控制技術研究[D]. 周強.哈爾濱工業(yè)大學 2016



本文編號：3348409