【摘要】：駐波管中,由入射波聲場與經(jīng)負載端反射后反射波聲場疊加后的總聲場,可獲得管中任意位置處總聲壓和總速度,以及管中總聲壓最大值與最小值之比。實驗中,可通過測量駐波比,計算出聲負載吸聲系數(shù)。任何負載的吸收系數(shù)均可由其聲阻抗表示。當結構表面阻抗與空氣阻抗匹配時,滿足聲完美吸收條件。由于管中存在空氣粘滯效應,粒子速度在管壁附近存在速度梯度�？紤]粘滯作用,管壁處速度可設為0 m/s,管中心區(qū)域粒子速度較大。具有速度梯度的邊界層內存在粘滯損耗。當人工結構發(fā)生局域共振時,聲能量主要通過粘滯和熱損耗衰減。本文討論的吸聲結構均基于共振吸收原理。第二章分析了聲學基本元器件亥姆霍茲共鳴器的共振條件。通過分析管內空氣柱運動,得到聲阻抗表達式。當人工結構表面阻抗與空氣阻抗匹配時,通過零結構表面抗可得共鳴器共振頻率,通過與空氣匹配的聲阻可得到最大吸聲系數(shù)。所設計的亥姆霍茲共鳴器可在78 Hz處實現(xiàn)低頻完美吸聲。本文提出了一種三維螺旋人工結構,其阻抗特性與直矩形截面管阻抗特性相同。三維螺旋卷曲方式,極大地提高了空間利用率,為超薄低頻聲吸收人工結構提供一種新的方案。本文中,三維螺旋結構厚度為52 mm,可以完美吸收207 Hz低頻聲波�；诼暢瑯嫳砻婀舱裎赵�,提出一種新穎可調諧多波段完美聲吸收器件。該器件具有嵌套式螺旋結構和深亞波長厚度(λ/30,λ為聲波波長)。通過旋轉嵌套在螺旋結構上的開孔蓋,可任意調整聲吸收體內諧振腔體有效長度,從而靈活調節(jié)聲吸收峰頻率,且調節(jié)過程中結構表面聲阻抗與空氣阻抗保持匹配。在不同開孔蓋旋轉角度下,粒子速度場模擬結果表明,粒子速度場極大值主要位于管口處,因此吸聲主要發(fā)生在開孔處。實驗測量結果與理論分析和仿真結果吻合,證實所設計的超薄聲學器件具有廣譜、可調諧吸聲性能。
【圖文】：

場示意圖 pi和 pr分別表示入射聲壓和反射聲壓場，O 表示坐標原點 2-1 所示的管中聲場傳輸規(guī)律得到聲負載的吸聲系數(shù)。，入射聲波用 pi表示，反射聲波用 pr表示，Za表示負載的法阻 Ra和聲抗 Xa組成，聲阻抗可表示為 Za=Ra+jXa。由于管端部分聲波被反射，一部分聲波會被吸收。聲負載會改變反射下面將詳細介紹吸聲系數(shù)和反射系數(shù)的含義以及實驗上駐波。形式上的簡潔性，，這里把坐標原點選在了管子的底部，假設入式分別為j wt kx i aip p e j wt kx r arp p e

中粘滯和傳輸損耗考慮管中損耗，即認為介質是理想的，不存在粘滯損當管子橫截面的尺寸比入射聲波波長大得多時，可以或者入射聲波頻率較高時，即管子尺寸與入射聲波波此時，管壁對空氣質點運動的影響不可忽略，管壁表質點速度存在速度梯度。入射聲波的能量主要通過邊掉。下面將介紹考慮粘滯后，圓柱管中的聲場規(guī)律，橫截面積為 S 的管中存在向右傳播的平面聲波。v(r)非聲傳播速度。管壁是剛性的，受管壁的影響，其表管壁越遠，質點所受管壁束縛越小，速度越大。因此
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O42

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本文編號：2613356