[发明专利]适用于气流环境下管道声衬设计方法及管道声衬

权利要求书

1.适用于气流环境下管道声衬设计方法，其特征在于包括以下步骤：

一、根据管道内部结构及噪声源特征，获取噪声源噪声频谱信息与管道声模态信息，从而得到噪声源的管道声传播模型；

二、选取在管道声传播模型中声能量/功能率占比大的几种声模态，在仿真软件中计算出选取的声模态各自对应的截止频率；

三、根据步骤二中计算出的截止频率，结合噪声源的频率特性，选取需要的降噪频率f1…fn，其中降噪频率f1…fn均大于所选取的声模态各自对应的截止频率；

四、根据降噪频率f1…fn进行模块化声衬设计，每个模块化声衬对应一个或多个降噪频率；

五、采用流管法测试或者声阻抗预测模型计算各模块化声衬的声阻抗以得出各模块化声衬的降噪效果，选定降噪效果较优的多种模块化声衬组合成组合声衬。

2.根据权利要求1所述的适用于气流环境下管道声衬设计方法，其特征在于所述的步骤二中的“选取在管道声传播模型中声能量/功能率占比大的几种声模态”具体是指：根据步骤一所获取的信息，确定各声模态在管道出口处携带的声能量/声功率，并选取需要进行声衬设计的声模态，所选取的声模态的声能量/声功率之和为管道声传播声功能/声功率总和的80%~90%。

3.根据权利要求2所述的适用于气流环境下管道声衬设计方法，其特征在于所选取的声模态中最大声能量/声功率与最小声能量/声功率之差不超过10dB。

4.根据权利要求1所述的适用于气流环境下管道声衬设计方法，其特征在于步骤四具体是指根据降噪频率f1…fn，选择对应一个降噪频率的单自由度声衬和/或对应多个降噪频率的多自由度声衬进行模块化声衬设计，单自由度声衬设计为单自由度声衬模块，多自由度声衬设计为多自由度声衬模块，单自由度声衬模块和多自由度声衬模块将降噪频率f1…fn全部对应。

5.根据权利要求4所述的适用于气流环境下管道声衬设计方法，其特征在于单自由度声衬模块包括两层具有穿孔的穿孔板（1）和在两层穿孔板（1）之间的声腔层（2），多自由度声衬模块包括N+1层穿孔板（1）和在相邻穿孔板（1）之间的声腔层（2），N为多自由度声衬模块中对应降噪频率数量。

6.根据权利要求5所述的适用于气流环境下管道声衬设计方法，其特征在于通过改变穿孔板（1）的厚度、穿孔的数量和直径以及声腔层（2）的厚度来调节单自由度声衬模块或多自由度声衬模块的降噪频率。

7.根据权利要求5所述的适用于气流环境下管道声衬设计方法，其特征在于管道内气流速度在20m/s以内则声腔层（2）中填充纤维或发泡类吸声材料，或者管道内气流速度大于20m/s则声腔层（2）不进行填充为空气声腔。

8.根据权利要求5所述的适用于气流环境下管道声衬设计方法，其特征在于所述的多自由度声衬模块中声腔层（2）的厚度沿声腔层（2）长度方向是变化的，通过设计声腔层（2）的厚度变化来拓宽多自由度声衬模块的有效降噪频带；在所述的穿孔板（1）上通过穿孔直径和穿孔密度的变化来拓宽单自由度声衬模块和多自由度声衬模块的有效降噪频带。

9.根据权利要求4所述的适用于气流环境下管道声衬设计方法，其特征在于步骤五中的“选定降噪效果较优的多种模块化声衬组合成组合声衬”是指选定降噪效果较优的单自由度声衬模块和/或多自由度声衬模块组合出与管道内壁配合的组合声衬，单自由度声衬模块和多自由度声衬模块的轴向长度相等且单自由度声衬模块和多自由度声衬模块沿周向依次连接形成圆筒形的组合声衬或单自由度声衬模块和多自由度声衬均为圆筒形状且沿轴向依次连接成圆筒形的组合声衬。

10.采用权利要求1至9任一项所述的适用于气流环境下管道声衬设计方法设计的管道声衬，其特征在于所述的管道声衬为多种模块化声衬组合成的组合声衬。