【摘要】：安裝排氣消聲器是控制船舶排氣噪聲最為簡單且有效的手段,而阻抗復(fù)合式消聲器因其優(yōu)良的消聲性能在實(shí)際工程應(yīng)用中最為常見。本文針對阻抗復(fù)合式排氣消聲器的聲學(xué)性能進(jìn)行了探究。研究了吸聲材料硅酸鋁和玻璃纖維的聲學(xué)特性�；趥鬟f函數(shù)理論,利用四傳聲器法測量并結(jié)合MATLAB自編程序得到了特性阻抗比和復(fù)波數(shù)比,并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行曲線擬合,給出了特性阻抗比和復(fù)波數(shù)比的經(jīng)驗(yàn)公式。利用雙傳聲器法分別測量了二者的吸聲系數(shù)并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比分析,發(fā)現(xiàn)硅酸鋁在低頻范圍內(nèi)的吸聲性能明顯優(yōu)于玻璃纖維。同時,以玻璃纖維為例探究了吸聲材料厚度對吸聲系數(shù)的影響,發(fā)現(xiàn)增加吸聲材料的厚度可以有效改善吸聲材料在低頻處的吸聲能力。探究了不同的阻抗結(jié)構(gòu)對消聲器聲學(xué)性能的影響�；谟邢拊ɡ肅OMSOL軟件對消聲器的傳遞損失進(jìn)行了計(jì)算。以簡單膨脹腔消聲器為例,對只有穿孔板、膨脹腔內(nèi)全為剛性壁、吸聲材料單獨(dú)存在、吸聲材料直接貼附在穿孔板上、吸聲材料與穿孔板之間夾有玻璃絲布等不同情況下的傳遞損失進(jìn)行了計(jì)算和對比分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與簡單膨脹腔內(nèi)都是剛性壁相比,穿孔板有效地增加了傳遞損失;穿孔板與吸聲材料貼附在一起時,穿孔板的作用則幾乎可以忽略,該種情況下的傳遞損失與只有吸聲材料時差異微小,說明吸聲材料起到了主要作用;與吸聲材料穿孔板的二者復(fù)合結(jié)構(gòu)相比,中間夾有玻璃絲布的三者復(fù)合結(jié)構(gòu)對應(yīng)的傳遞損失更小,在頻率較高時尤其明顯,說明玻璃絲布起到了一定的隔聲作用,不利于提升消聲器的聲學(xué)性能。探究了進(jìn)口插管和膨脹腔對消聲器聲學(xué)性能的影響。在仿真計(jì)算的基礎(chǔ)上,利用兩負(fù)載法實(shí)際測量了相應(yīng)的消聲器試驗(yàn)件的傳遞損失。發(fā)現(xiàn)膨脹腔長度不變時,增加進(jìn)口插管長度可使傳遞損失曲線向低頻方向移動,進(jìn)口插管長度增加有利于控制低頻噪聲;插管長度不變時,改變膨脹腔的長度,傳遞損失曲線則幾乎沒有變化;說明調(diào)節(jié)進(jìn)口插管的長度對于控制低頻噪聲更有效。
【圖文】：

圖3.1 穿孔板結(jié)構(gòu)示意圖單個孔的穿孔聲阻抗被定義為穿孔元件兩側(cè)的聲壓之差與質(zhì)點(diǎn)振速之比，即c dphp puξ = (2-12)穿孔聲阻抗率則為0c dp p php pξ R jXρ cu ′ = = +(2-13)其中，j是虛數(shù)單位；pR 和pX 分別稱為穿孔聲阻率和穿孔聲抗率。Sullivan 和 Crocker 二人通過實(shí)驗(yàn)測量了穿孔率為 4.2%的穿孔板的穿孔聲阻抗，測得了聲阻部分是一個常數(shù) 0.006，pX為單個穿孔的聲阻抗率中的抗性部分，聲抗pX可以表示為：( )p 0w hX = k t + αd(2-14)式中，wt 是穿孔板的厚度，hd 是單個穿孔的孔徑

兩負(fù)載法來對吸聲材料的聲學(xué)特性參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量和研究。 是阻抗管實(shí)驗(yàn)測量的裝置組成示意圖。整個裝置系統(tǒng)包括 B&K個傳聲器(型號 4187)、功率放大器（型號 2716C）、多通道數(shù)&K3560C)、傳聲器校準(zhǔn)器(型號 4231)和測量軟件 PULSE 等。 是阻抗管套件的結(jié)構(gòu)示意圖。通常情況下，阻抗管套件的聲源或正弦掃頻信號的噪聲。聲源發(fā)出的信號由多通道數(shù)據(jù)采集分析器模塊(B&K3109)產(chǎn)生，，然后通過功率放大器(2716C)進(jìn)行驅(qū)動發(fā)出的聲波為平面波，沿著管道向前傳播，一部分聲波的能量材料所吸收，剩下的聲波穿過聲學(xué)單元向下游繼續(xù)傳播。本實(shí)需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)兩次，要求兩次測量實(shí)驗(yàn)管路的終端條件不一樣越好，這樣有利于提升實(shí)驗(yàn)測量的準(zhǔn)確程度。兩次實(shí)驗(yàn)的終端射端和無反射端。實(shí)驗(yàn)中完全反射端可以在阻抗管出口處安裝反射端可以由阻抗管系統(tǒng)自帶的四塊海綿放入阻抗管后端構(gòu)成
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U664.9

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