低頻噪聲因其獨(dú)特的穿透作用,影響了裝備的隱身、隱聲性能,對(duì)傳統(tǒng)的降噪材料與結(jié)構(gòu)提出了挑戰(zhàn)。聲學(xué)超材料的出現(xiàn)為聲學(xué)工程中低頻噪聲控制困難的問(wèn)題提供了一種新的解決方案。本文在分析聲學(xué)超材料的工作原理、聲學(xué)性能的基礎(chǔ)上,針對(duì)傳統(tǒng)聲學(xué)超材料工作原理單一、帶隙無(wú)法調(diào)節(jié)的弊端,設(shè)計(jì)了一種兼有亥姆霍茲共振效應(yīng)和彈簧質(zhì)量共振效應(yīng)的雙局域共振效應(yīng)的聲學(xué)超材料結(jié)構(gòu),當(dāng)噪聲頻率與亥姆霍茲共振腔的共振頻率和彈簧質(zhì)量系統(tǒng)的共振頻率相同時(shí),分別發(fā)生局域共振,將聲能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能,實(shí)現(xiàn)低頻噪聲控制。首先,研究了一種壓電振子與柔性薄膜耦合具有雙局域共振效應(yīng)的壓電型聲學(xué)超材料結(jié)構(gòu)及其控制方法。采用理論研究和仿真分析的方法,設(shè)計(jì)出聲學(xué)超材料結(jié)構(gòu),建立雙局域共振聲學(xué)超材料的等效數(shù)學(xué)模型。仿真結(jié)果表明,聲學(xué)超材料的傳遞損失分別在50Hz和390Hz處出現(xiàn)了共振峰值,表現(xiàn)出明顯的雙局域共振效應(yīng),當(dāng)噪聲頻率與超材料的雙局域共振頻率相同時(shí),分別發(fā)生局域共振,將聲能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能,從而降低這兩個(gè)頻率成分的噪聲。研究揭示了彈簧質(zhì)量系統(tǒng)與亥姆霍茲共振系統(tǒng)的共振耦合規(guī)律,使聲學(xué)超材料能夠根據(jù)噪聲頻率的變化自適應(yīng)調(diào)節(jié)自身結(jié)構(gòu)參數(shù),增強(qiáng)對(duì)于低頻聲波傳...

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 聲學(xué)超材料的研究現(xiàn)狀
    1.3 聲學(xué)超材料調(diào)節(jié)方式研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究?jī)?nèi)容及論文結(jié)構(gòu)安排
        1.4.1 主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 論文結(jié)構(gòu)安排
2 聲學(xué)超材料聲學(xué)基礎(chǔ)理論分析
    2.1 聲學(xué)超材料物理參數(shù)
    2.2 聲波在超材料中的傳輸特性
    2.3 聲學(xué)超材料Bloch定理與能帶理論
        2.3.1 Bloch定理
        2.3.2 能帶理論
    2.4 常用能帶結(jié)構(gòu)計(jì)算方法
        2.4.1 平面波展開(kāi)法
        2.4.2 有限元法
    2.5 本章小結(jié)
3 壓電型雙局域聲學(xué)超材料聲學(xué)性能研究
    3.1 壓電型聲學(xué)超材料的理論模型
    3.2 壓電型聲學(xué)超材料的數(shù)學(xué)模型
        3.2.1 亥姆霍茲共振器的共振頻率
        3.2.2 薄膜的振動(dòng)方程
        3.2.3 系統(tǒng)等效模型的建立
    3.3 壓電振子形變仿真
    3.4 聲學(xué)超材料聲學(xué)性能有限元仿真分析
        3.4.1 聲學(xué)超材料有限元模型的建立
        3.4.2 仿真結(jié)果與分析
    3.5 本章小結(jié)
4 充氣型雙局域聲學(xué)超材料聲學(xué)特性研究
    4.1 充氣型聲學(xué)超材料數(shù)學(xué)模型
    4.2 充氣型雙局域共振聲學(xué)超材料的聲學(xué)性能分析
        4.2.1 聲禁帶產(chǎn)生機(jī)理
        4.2.2 聲學(xué)超材料帶隙特征
    4.3 聲學(xué)超材料頻率控制研究
    4.4 本章小結(jié)
5 雙局域共振聲學(xué)超材料聲學(xué)性能測(cè)試研究
    5.1 聲學(xué)測(cè)試系統(tǒng)的搭建
    5.2 聲學(xué)超材料制作工藝流程
    5.3壓電振子形變測(cè)量實(shí)驗(yàn)
    5.4 壓電型聲學(xué)超材料聲學(xué)性能測(cè)試
    5.5 壓電型聲學(xué)超材料自適應(yīng)控制研究
        5.5.1 VI控制程序設(shè)計(jì)
        5.5.2 程序visa的讀取
        5.5.3 CRC程序驗(yàn)證
        5.5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    5.6 充氣型聲學(xué)超材料聲學(xué)性能測(cè)試
    5.7 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 全文工作總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝



本文編號(hào)：3825375