低頻噪聲因其波長(zhǎng)較長(zhǎng),不易衰減的特點(diǎn),一直是噪聲控制領(lǐng)域的難點(diǎn)之一,對(duì)其進(jìn)行有效控制也是聲學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。聲學(xué)超材料是一種人工合成的周期性亞波長(zhǎng)范疇的復(fù)合材料或結(jié)構(gòu),在低頻范圍存在負(fù)等效特性且可以用小尺寸控制大波長(zhǎng),因此在低頻減振降噪方面,聲學(xué)超材料具有廣闊的應(yīng)用前景。本文設(shè)計(jì)和制備了一種基于Helmholtz腔和薄膜耦合的聲學(xué)超材料結(jié)構(gòu),并通過(guò)理論計(jì)算、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等對(duì)其聲學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)分析研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:1、設(shè)計(jì)了一種基于Helmholtz腔和薄膜耦合的聲學(xué)超材料結(jié)構(gòu),此超材料由一頂端開(kāi)小孔的圓柱形空腔和薄膜組合而成,建立了該聲學(xué)超材料的幾何模型,運(yùn)用有限單元軟件模擬分析了此聲學(xué)超材料的振動(dòng)特性和隔聲性能,并對(duì)比分析了本課題所設(shè)計(jì)的一種帶薄膜的Helmholtz腔聲學(xué)超材料和無(wú)薄膜的Helmholtz腔聲學(xué)超材料在低頻范圍內(nèi)的隔聲性能與聲壓場(chǎng)的分布。2、研究了聲學(xué)超材料的結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)對(duì)隔聲性能的影響,優(yōu)化了結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)。運(yùn)用單因素法系統(tǒng)研究了聲學(xué)超材料透射系數(shù)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(shù)曲線最低值所對(duì)應(yīng)的頻率值變化規(guī)律;...

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(xué)超材料的發(fā)展
        1.2.1 聲子晶體
        1.2.2 聲學(xué)超材料
    1.3 聲學(xué)超材料的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 薄膜型聲學(xué)超材料
        1.3.2 Helmholtz型聲學(xué)超材料
        1.3.3 雙負(fù)等效特性的聲學(xué)超材料
        1.3.4 聲學(xué)超材料的應(yīng)用研究
    1.4 研究的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
第二章 結(jié)構(gòu)的聲學(xué)特性計(jì)算理論
    2.1 聲波動(dòng)方程
    2.2 平面聲波的透射和隔聲計(jì)算
    2.3 Helmholtz型共振器的透射系數(shù)及隔聲量
    2.4 薄膜結(jié)構(gòu)的振動(dòng)分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于Helmholtz和薄膜結(jié)構(gòu)耦合的聲學(xué)超材料設(shè)計(jì)
    3.1 無(wú)薄膜的Helmholtz腔聲學(xué)超材料
        3.1.1 聲學(xué)超材料模型建立
        3.1.2 聲學(xué)超材料結(jié)構(gòu)的透射系數(shù)曲線計(jì)算
        3.1.3 無(wú)薄膜結(jié)構(gòu)的Helmholtz腔聲學(xué)超材料的等效模量
    3.2 帶薄膜結(jié)構(gòu)的Helmholtz腔聲學(xué)超材料
        3.2.1 聲學(xué)超材料模型的建立
        3.2.2 聲學(xué)超材料結(jié)構(gòu)仿真模擬計(jì)算
    3.3 兩種聲學(xué)超材料結(jié)構(gòu)的聲壓場(chǎng)分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 聲學(xué)超材料的結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)對(duì)隔聲性能的影響
    4.1 無(wú)薄膜的Helmholtz腔聲學(xué)超材料
        4.1.1 空腔高度H對(duì)透射系數(shù)曲線的影響
        4.1.2 小孔半徑r對(duì)透射系數(shù)曲線的影響
        4.1.3 孔徑長(zhǎng)度l對(duì)透射系數(shù)曲線的影響
    4.2 帶薄膜的Helmholtz腔聲學(xué)超材料
        4.2.1 薄膜厚度d對(duì)透射系數(shù)曲線的影響
        4.2.2 薄膜上下高度H1，H2對(duì)透射系數(shù)曲線的影響
    4.3 本章小結(jié)
第五章 聲學(xué)超材料結(jié)構(gòu)的隔聲性能實(shí)驗(yàn)
    5.1 聲學(xué)超材料樣品制備
        5.1.1 兩種Helmholtz腔型聲學(xué)超材料樣品的制備
        5.1.2 薄膜施加預(yù)應(yīng)力裝置的制備
        5.1.3 薄膜上粘貼質(zhì)量塊的樣品制備
    5.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建立
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)量?jī)x器介紹
        5.2.2 阻抗管測(cè)量隔聲原理
        5.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果與仿真模擬結(jié)果對(duì)比分析
        5.3.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)改變對(duì)傳聲損失的影響
        5.3.3 預(yù)應(yīng)力施加在不同厚度的薄膜時(shí)對(duì)傳聲損失的影響
        5.3.4 薄膜上粘貼不同質(zhì)量的鉛塊時(shí)對(duì)傳聲損失的影響
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他科研成果



本文編號(hào)：3932486