發(fā)布時間：2024-03-19 18:55

　　低頻噪聲因其波長較長,不易衰減的特點,一直是噪聲控制領域的難點之一,對其進行有效控制也是聲學領域的研究熱點之一。聲學超材料是一種人工合成的周期性亞波長范疇的復合材料或結構,在低頻范圍存在負等效特性且可以用小尺寸控制大波長,因此在低頻減振降噪方面,聲學超材料具有廣闊的應用前景。本文設計和制備了一種基于Helmholtz腔和薄膜耦合的聲學超材料結構,并通過理論計算、數值模擬和實驗驗證等對其聲學性能進行了系統(tǒng)分析研究。主要研究內容如下:1、設計了一種基于Helmholtz腔和薄膜耦合的聲學超材料結構,此超材料由一頂端開小孔的圓柱形空腔和薄膜組合而成,建立了該聲學超材料的幾何模型,運用有限單元軟件模擬分析了此聲學超材料的振動特性和隔聲性能,并對比分析了本課題所設計的一種帶薄膜的Helmholtz腔聲學超材料和無薄膜的Helmholtz腔聲學超材料在低頻范圍內的隔聲性能與聲壓場的分布。2、研究了聲學超材料的結構幾何參數對隔聲性能的影響,優(yōu)化了結構的幾何參數。運用單因素法系統(tǒng)研究了聲學超材料透射系數曲線在低頻范圍的頻率值及頻率寬度等方面的變化規(guī)律:一方面是透射系數曲線最低值所對應的頻率值變化規(guī)律;...

【文章頁數】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 聲學超材料的發(fā)展
        1.2.1 聲子晶體
        1.2.2 聲學超材料
    1.3 聲學超材料的研究現狀
        1.3.1 薄膜型聲學超材料
        1.3.2 Helmholtz型聲學超材料
        1.3.3 雙負等效特性的聲學超材料
        1.3.4 聲學超材料的應用研究
    1.4 研究的主要內容及結構安排
第二章 結構的聲學特性計算理論
    2.1 聲波動方程
    2.2 平面聲波的透射和隔聲計算
    2.3 Helmholtz型共振器的透射系數及隔聲量
    2.4 薄膜結構的振動分析
    2.5 本章小結
第三章 基于Helmholtz和薄膜結構耦合的聲學超材料設計
    3.1 無薄膜的Helmholtz腔聲學超材料
        3.1.1 聲學超材料模型建立
        3.1.2 聲學超材料結構的透射系數曲線計算
        3.1.3 無薄膜結構的Helmholtz腔聲學超材料的等效模量
    3.2 帶薄膜結構的Helmholtz腔聲學超材料
        3.2.1 聲學超材料模型的建立
        3.2.2 聲學超材料結構仿真模擬計算
    3.3 兩種聲學超材料結構的聲壓場分析
    3.4 本章小結
第四章 聲學超材料的結構幾何參數對隔聲性能的影響
    4.1 無薄膜的Helmholtz腔聲學超材料
        4.1.1 空腔高度H對透射系數曲線的影響
        4.1.2 小孔半徑r對透射系數曲線的影響
        4.1.3 孔徑長度l對透射系數曲線的影響
    4.2 帶薄膜的Helmholtz腔聲學超材料
        4.2.1 薄膜厚度d對透射系數曲線的影響
        4.2.2 薄膜上下高度H1，H2對透射系數曲線的影響
    4.3 本章小結
第五章 聲學超材料結構的隔聲性能實驗
    5.1 聲學超材料樣品制備
        5.1.1 兩種Helmholtz腔型聲學超材料樣品的制備
        5.1.2 薄膜施加預應力裝置的制備
        5.1.3 薄膜上粘貼質量塊的樣品制備
    5.2 實驗平臺建立
        5.2.1 實驗測量儀器介紹
        5.2.2 阻抗管測量隔聲原理
        5.2.3 實驗步驟及注意事項
    5.3 實驗結果分析
        5.3.1 實驗測量結果與仿真模擬結果對比分析
        5.3.2 結構參數改變對傳聲損失的影響
        5.3.3 預應力施加在不同厚度的薄膜時對傳聲損失的影響
        5.3.4 薄膜上粘貼不同質量的鉛塊時對傳聲損失的影響
    5.4 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 本文總結
    6.2 研究展望
參考文獻
致謝
在學期間發(fā)表的學術論文及其他科研成果



本文編號：3932486