穿孔板共振吸声结构吸声性能研究

穿孔板共振吸声结构吸声性能研究

噪声问题日益加重,低频噪声较难被处理,长期处于低频噪声环境中会对人们的正常生活、工作和健康造成严重危害,穿孔板共振吸声结构能够对低频噪声起到较好的降噪效果。因此,本文以穿孔板共振吸声结构为研究对象,考察了其模态特性及影响吸声性能的因素。

首先,利用有限元软件COMSOL对穿孔板共振吸声结构进行模态分析,得出其共振频率的影响因素及影响规律。其次,通过仿真计算,建立了平面波垂直入射时的穿孔板共振吸声结构声场模型,并利用传递函数法计算得到其吸声系数,考察了孔排列方式、穿孔率、孔径、板厚和空腔深度对吸声性能的影响。

最后,在阻抗管内采用传递函数法,测试了穿孔板共振吸声结构的法向入射吸声系数。通过实验,考察了孔排列方式、穿孔率、孔径、板厚和空腔深度对穿孔板共振吸声结构吸声性能的影响。

通过仿真计算和实验发现,仿真计算与实验结果一致,并且:(1)共振频率与孔的排列方式无关,随穿孔率增加而增加,随孔径、板厚和空腔深度增加而减小;(2)吸声系数峰值受孔的排列方式影响很小,随板厚增加而增加,随穿孔率、孔径和空腔深度增加而减小;(3)吸声频带半宽与孔排列方式、空腔深度关系不大,随穿孔率增加而增加,随孔径和板厚增加而减小;(4)在50～6400 Hz内,如果空腔深度增加到一定程度,除了Helmholtz共振频率(第一阶共振频率),还会出现高阶共振频率。