[发明专利]一种渐变截面低频吸声体的设计方法有效
申请号: | 201811340120.0 | 申请日: | 2018-11-12 |
公开(公告)号: | CN109300464B | 公开(公告)日: | 2022-12-09 |
发明(设计)人: | 郭霞生;申雨晨;杨嫣烨;章东 | 申请(专利权)人: | 南京大学 |
主分类号: | G10K11/172 | 分类号: | G10K11/172 |
代理公司: | 江苏瑞途律师事务所 32346 | 代理人: | 刘琦 |
地址: | 210023 江苏*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 渐变 截面 低频 吸声 设计 方法 | ||
1.一种渐变截面低频吸声体的设计方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、首先通过测量环境中的噪声频率f以确定吸声体吸声频率;
步骤二、根据所述步骤一测量的噪声频率f设计对应吸声频率的渐变截面吸声体,具体步骤包括:
(1)根据实际加工精度和吸声频率范围确定拟采用的渐变类型,根据有限元法得到的公式计算一组渐变截面吸声体的末端入口面积比m和长度l;所述步骤(1)中有限元法得到的公式为:
式中有:m=S1/S2是吸声体末端与入口通道面积比,ceq为考虑了热黏效应且通道数相同的均匀截面管中的空气等效声速,flin和fexp分别为线性和指数渐变通道吸声体的吸声频率,Leq是考虑管端修正后的吸声体通道等效长度;
(2)结合拟设计吸声体的厚度W计算所需的折叠数这里指对l/W的结果向上取整;
(3)将面积比m和折叠数N带入对应渐变类型的通道尺寸递推公式,计算得到渐变系数g,再进一步计算吸声体内每一通道的宽度wi;
(4)结合拟设计吸声体的壁厚D确定吸声体外形的长度与高度,其中长度L=(N+1)D+w1+w2+…+wN,高度根据实际安装位置的尺寸而定,其中w1,w2…wN分别指第i个通道的宽度;
步骤三、使用传输矩阵法计算符合步骤二确定的上述几何参数的渐变截面吸声体的吸声系数曲线,判断该吸声系数曲线是否符合实际使用需求,若符合则进入步骤四,否则舍弃m、l并返回步骤二;
步骤四、根据步骤二确定的几何参数加工渐变截面吸声体,通过与理论值对比评价该渐变截面吸声体的实际吸声性能,若符合要求,则完成该吸声体设计,若不符合,则对通道宽度和渐变系数微调至符合要求。
2.根据权利要求1所述的渐变截面低频吸声体的设计方法,其特征在于,所述步骤(3)中通道尺寸递推公式按照渐变类型确定,具体为:
对线性通道渐变类型的,通道尺寸递推公式为:
g=mw1/(N-1)
其中w1为初始预设的第一个通道宽度;
对指数通道公式渐变类型的,通道尺寸递推公式为:
g=ln(m)/(N-1)。
3.根据权利要求1或2所述的渐变截面低频吸声体的设计方法,其特征在于,所述步骤三中,判断该吸声系数曲线是否符合实际使用需求的方法为:如频率f处吸声系数小于预期的吸声系数,则不符合,否则符合实际使用需求。
4.根据权利要求1或2所述的渐变截面低频吸声体的设计方法,其特征在于,所述步骤四中对通道宽度和渐变系数微调,是通过以吸声频率对应波长的1/100为步长增减初始通道宽度,再根据由递推关系算得的其他通道宽度加工吸声体。
5.根据权利要求1或2所述的渐变截面低频吸声体的设计方法,其特征在于,所述步骤一中测量得到的环境中的噪声频率为多个时,则针对每一个频率噪声确定吸声体吸声频率,并分别按照步骤二至步骤四的流程设计吸声体,并将得到的多个吸声体并列组装为一体。
6.根据权利要求1或2所述的渐变截面低频吸声体的设计方法,其特征在于,所述步骤四中与理论值对比评价该渐变截面吸声体的实际吸声性能,是将峰值吸声频率实际值与理论值对比,如与理论值相比误差小于5%,则符合要求,否则,不符合要求;
或者峰值吸声系数实际值与理论值对比,如与理论值相比误差小于5%,则符合要求,否则,不符合要求。
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