[发明专利]一种应用传递矩阵计算不同厚度均匀材料声学特性的方法

说明书

本发明涉及一种应用传递矩阵由已知厚度材料推导该材料在不同厚度情况下声学特性的方法，所述方法包括：通过实验测得均匀材料特定厚度下的声传递矩阵，进而计算该材料不同厚度的声传递矩阵，最后计算预测该材料不同厚度下的吸声系数和隔声量。材料的厚度对其声学特性有重要影响，同样的材料，厚度不同也会表现出不同的声学特性。本发明提出的方法可以从实测得到的材料声传递矩阵出发，计算该材料不同厚度下的吸声系数和隔声量，特别适合计算预测泡沫海绵、毡类和纤维类等局部作用材料的声学特性。本发明能根据噪声治理的实际需要，实现材料声学特性的优化设计，避免材料选择和制备的盲目，为噪声污染治理提供有力的技术支撑。

技术领域

本发明涉及不同厚度材料声学特性预测的技术，具体地说涉及一种应用传递矩阵由已知厚度材料推导该材料在不同厚度情况下声学特性的方法。

背景技术

声学材料的吸声和隔声量等声学特性在噪声治理工程中有着重要应用，准确掌握材料的声学特性是对其进行合理有效应用的关键，这就需要一种能够对材料声学特性进行准确测量和预测的方法。

在传统技术中，通常采用混响室法和管测法测量材料声学特性。混响室法中声波的入射方式与实际工程较为接近，但测量结果的复现性差，材料的面积会对测量结果有影响，并且测量代价大，不易操作；管测法可以测量小样本材料的吸声系数和隔声量，测量方便，但只能测量现有样本的声学特性，如果材料的厚度发生改变，其声学特性也会发生改变，需要制作相应厚度的测试样本进行测量。声学材料的厚度对其声学特性有重要影响，材料在不同厚度情况下会表现出不同的声学特性。如果完全通过实测方法获得满足所需声学效果的材料，需要为测量制作不同厚度的材料测试样本，效率极低。

为了高效搞清材料在不同厚度情况下的声学特性，研究不同厚度材料声学特性的计算预测方法很有必要。如果掌握不同厚度材料声学特性的计算预测方法，就能根据噪声治理的实际需要，实现材料声学特性的优化设计，避免材料选择和制备的盲目，为噪声污染治理工作提供有力的技术支撑，减少企业资源消耗，提高企业效益。

发明内容

为了解决背景技术存在的不同厚度均匀材料下声学特性的测量计算问题，本发明提供了一种应用传递矩阵计算不同厚度均匀材料声学特性的方法，能够对不同厚度均匀材料的声学特性进行预测计算。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种应用传递矩阵由已知厚度均匀材料推导该均匀材料在不同厚度情况下声学特性的方法，其特征在于包括以下步骤：

a，获取均匀材料的参考厚度。

其中，均匀材料是指满足均匀性这一特性的材料。材料的均匀性是指在组成材料的空间内各个不同的点处的材料性质是相同的，如密度等。具体地，获取均匀材料的参考厚度，并将该参考厚度作为参考样本，以保证后续计算的准确性。当然，也可以将参考厚度理解为已知厚度。

b，获取所述均匀材料的参考厚度对应的参考声传递矩阵。

其中，声传递矩阵是通过矩阵来描述声音在传递过程中输入与输出之间的关系。均匀材料的参考厚度与声传递矩阵之间存在对应关系，该对应关系可以是一一对应关系，也可以是多对一或者一对多的对应关系。

具体地，在获得均匀材料的参考厚度之后，获取该均匀材料的参考厚度对应的参考声传递矩阵。参考声传递矩阵也可以作为参考样本。

c，获取所述均匀材料的目标厚度。

其中，目标厚度是指所需厚度。

d，根据所述参考厚度、参考声传递矩阵、目标厚度以及下述公式(1)，可通过矩阵的幂运算获得所述均匀材料在目标厚度下的目标声传递矩阵，目标厚度与参考厚度的比值为矩阵的幂，