[发明专利]一种可调背腔高度的双层蜂窝-微穿孔结构及其设计方法在审
申请号: | 202010778971.4 | 申请日: | 2020-08-05 |
公开(公告)号: | CN111816151A | 公开(公告)日: | 2020-10-23 |
发明(设计)人: | 燕山林;吴锦武;陈杰 | 申请(专利权)人: | 南昌航空大学 |
主分类号: | G10K11/172 | 分类号: | G10K11/172;G10K11/162 |
代理公司: | 深圳市鼎浩知识产权代理有限公司 44544 | 代理人: | 张炬杰 |
地址: | 330063 江*** | 国省代码: | 江西;36 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 可调 高度 双层 蜂窝 穿孔 结构 及其 设计 方法 | ||
1.一种可调背腔高度的双层蜂窝-微穿孔结构,上面板(1)、下面板(3)、夹在上面板(1)与下面板(3)之间的蜂窝芯(2),其特征在于,所述上面板(1)为微穿孔面板,所述蜂窝芯(2)内设有高度可调节的微穿孔板(5),所述微穿孔板(5)上设有调节凸台(6),所述蜂窝芯(2)内设有调节螺杆(4),所述调节螺杆(4)和调节凸台(6)内设有相互配合的外螺纹和内螺纹,所述调节螺杆(4)的一端穿过所述下面板(3)且该端设置有用于控制所述调节螺杆(4)的调节旋钮(7),所述蜂窝芯(2)的内壁上设置有凸条(8),所述微穿孔板(5)的外侧设置有与所述凸条(8)相配合的凹槽(9),所述凸条(8)与所述蜂窝芯(2)的轴线平行,通过旋转调节旋钮(7)改变上面板(1)与微穿孔板(5)之间的距离,从而改变结构共振频率,吸收不同频率的噪声。
2.根据权利要求1所述的可调背腔高度的双层蜂窝-微穿孔结构,其特征在于,所述下蜂窝芯(2)为采用密排圆形排布。
3.根据权利要求1所述的可调背腔高度的双层蜂窝-微穿孔结构,其特征在于,所述调节螺杆(4)的底部穿过所述下面板(3),所述调节螺杆(4)的底部与所述下面板(3)间隙配合构成自锁结构,自锁结构的中间窄两端宽。
4.根据权利要求1所述的可调背腔高度的双层蜂窝-微穿孔结构,其特征在于,所述调节螺杆(4)的螺纹为右旋矩形螺纹。
5.根据权利要求1所述的可调背腔高度的双层蜂窝-微穿孔结构,其特征在于,所述调节旋钮(7)上设置有刻度盘。
6.一种可调背腔高度的双层蜂窝-微穿孔结构的设计方法,其特征在于,包括如下步骤:
第一步,根据马大猷院士的微穿孔板理论以及计算机模拟验证空腔高度的改变对于微穿孔的吸声效果的影响,在声波垂直入射时的吸声系数为:
微穿孔吸声体在共振时吸声系数达到最大值,最大吸声系数值为:
共振频率f0满足:
2πf0m-cot(2πf0D/c)=0 (3)
其中分别声阻r和声质量m分别为:
在以上各式中,k为穿孔板常数
μ为空气的运动黏度系数(1.48×10-5m2/s),t为板厚,d为穿孔直径,D为空腔高度,p为穿孔率,f为声音频率,板后空腔的声阻抗率为
ZD=-jρccot(ωD/c) (7)
设双层微穿孔吸声体两层微穿孔板m1,r1和m2,r2,其后空腔各为D1和D2,根据其等效电路,可求得双层串联结构的相对声阻抗
由上述理论公式可知,双层微穿孔板结构阻抗值的大小受微穿孔板的参数和空腔高度D1、D2的影响,假设微穿孔板参数是确定的,则D1和D2的数值直接影响结构的阻抗值,即改变微穿孔板空腔高度D就可以调节微穿孔板结构的吸声性能。
第二步,基于上述阻抗值随空腔高度D1和D2的变化规律,设计一种可调背腔高度的双层蜂窝-微穿孔结构,结构采用密排圆形蜂窝芯,通过改变蜂窝芯内部微穿孔板的位置,达到改变板后空腔的声阻抗率的目的,从而实现对不同频率噪声的吸收。
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