主動吸聲降噪理論與方法研究.pdf

1、主動消聲是利用聲波之間的相消性干涉原理，使聲場局部區(qū)域聲能相互抵消，從而達到降低噪聲的目的。由于聲場的復(fù)雜性，加之實際聲源場的再現(xiàn)具有相當(dāng)?shù)碾y度，致使主動消聲方法實際應(yīng)用并不理想。而有別于主動消聲的主動吸聲方法是從噪聲傳播途徑上和受聲體進行控制，它的控制目標是使入射聲波的反射系數(shù)很小或接近于零，形成“黑洞”現(xiàn)象，使得吸聲系數(shù)達到最大，從而達到吸聲降噪的目的。國外從20世紀90年代初開始對主動吸聲進行研究，但是研究成果少見報道，國內(nèi)的研究

2、目前尚是空白。本論文基于主動吸聲降噪的特點，圍繞其若干關(guān)鍵技術(shù)問題，在理論和計算等方面進行了研究與探討。論文回顧了主動消聲、吸聲降噪的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀，闡述了主動吸聲降噪有待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題，提出了論文的主攻目標和研究內(nèi)容。 研究了多層均勻吸聲材料吸聲系數(shù)的理論計算方法。采用聲電類比與遞推方法推導(dǎo)了由穿孔板、多孔吸聲材料及空腔組成的多層吸聲結(jié)構(gòu)吸聲系數(shù)計算的理論模型。通過數(shù)值計算，揭示了不同組合方式吸聲結(jié)構(gòu)與吸聲系數(shù)的關(guān)系。

3、 基于空腔深度與共振頻率的關(guān)系，提出了穿孔板主動吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲理論與方法。經(jīng)過數(shù)值計算，得到了空腔深度變化與共振吸聲系數(shù)的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，提出了在穿孔板共振的條件下，通過一定流速的氣流，可進一步提高穿孔板主動吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲效果。 針對寬頻帶吸聲降噪問題，提出了基于聲阻抗的兩種主動吸聲理論與方法。第一種方法研究了移動剛性壁進行主動吸聲的方法。該主動吸聲方法由一層吸聲材料和吸聲材料背后可以移動的剛性壁組成，根據(jù)入射聲波的頻率，

4、調(diào)節(jié)吸聲材料背后剛性壁的位置，使吸聲材料表面的聲阻抗與空氣的聲阻抗相匹配，吸聲材料的吸聲系數(shù)達到最大。但是該主動吸聲方法頻率調(diào)節(jié)能力相對較差，對單一的低中頻峰值頻率較為有效。為此，提出了另外一種基于聲阻抗的主動吸聲方法。該吸聲方法由一層吸聲材料和吸聲材料背后的揚聲器組成，調(diào)節(jié)吸聲材料背后揚聲器的輻射阻抗，使得吸聲材料的表面聲阻抗率和空氣的聲阻抗率相匹配，從而使吸聲系數(shù)達到最大，數(shù)值計算結(jié)果表明，該吸聲系統(tǒng)在低頻時能取得較好的吸聲效果，高

5、頻聲通常由吸聲材料來達到吸聲降噪的目的。 研究了用壓電材料進行主動吸聲的理論與方法。用一片壓電材料作為主動吸聲材料，通過等間距布置于壓電材料正前方的兩個PVDF（Poly Vinylidene Fluoride）傳感器檢測出入射聲波的聲壓，根據(jù)壓電材料的聲電類比圖，利用壓電材料的壓電性能，理論計算加在壓電材料上的電壓，使得反射聲波為零，從而達到主動吸聲的目的。實驗結(jié)果表明，該主動吸聲方法是可行的。 基于前一章的理論研究成