[发明专利]基于泡沫超构表面的水下三明治隔声结构

说明书

本发明提供一种基于泡沫超构表面的水下三明治隔声结构，水下三明治隔声结构包括：声源侧表面隔声层、声源侧减振层、隔声侧表面隔声层、隔声侧减振层和泡沫超构表面层；泡沫超构表面层包括多个泡沫块单元；各个泡沫块单元按设定规则周期排列；对于泡沫块单元包括的n个泡沫块模块，设计各个泡沫块模块的插板设置高度、插板的长度以及是否安装插板，进而调节各个泡沫块模块的表面相位，实现对声波相位0～π范围的调控。本发明提供一种基于泡沫超构表面的水下三明治隔声结构，兼顾隔声结构重量、厚度和隔声效果，在保证结构强度的前提下，用较小质量、较薄厚度和更低的制造成本实现了优良的宽频带隔声效果和减振作用。

技术领域

本发明属于隔声降噪技术领域，具体涉及一种基于泡沫超构表面的水下三明治隔声结构。

背景技术

辐射噪声是衡量舰艇和鱼雷等水下航行器战斗力及生存能力的主要性能之一，同时也对渔船、客船等作业运营和海洋环境带来严重危害。以船舶和潜艇为例，动力机械噪声和螺旋桨是其水下噪声的主要来源。船舶噪声事关航行安全，也对船员和旅客健康和舒适带来严重影响；潜艇噪声则会直接导致己方目标暴露，还会干扰声纳的正常探测。因此，控制水下辐射噪声对各类水下航行器都有着重要的意义。

目前水下航行器噪声存在着声源多、功率大和频谱宽等特点，在舰艇舱室围壁和外壁设置隔声结构，即对噪声传播途径进行控制，是常用的隔声手段。要求隔声结构具有较大的结构强度，适用于水下隔声，且具有良好的宽频带隔声作用。

传统围壁结构使用单层钢板加筋，并在其表面敷设吸声材料和阻尼材料，这种方式时间成本高，防火和重量特性差，结构厚度宽，隔声频带窄，且隔声性能随水压增大而变差。为此，如何在降低结构重量，厚度和复杂度的同时提高隔声效果，对于水下航行器的辐射噪声控制具有重要的应用价值。

发明内容

为了克服现有水下航行器隔声结构的技术问题和不足，本发明提供一种基于泡沫超构表面的水下三明治隔声结构，兼顾隔声结构重量、厚度和隔声效果，在保证结构强度的前提下，用较小质量、较薄厚度和更低的制造成本实现了优良的宽频带隔声效果和减振作用。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种基于泡沫超构表面的水下三明治隔声结构，包括：声源侧表面隔声层(1)、声源侧减振层(2)、隔声侧表面隔声层(3)、隔声侧减振层(4)和泡沫超构表面层(5)；

所述声源侧表面隔声层(1)和所述隔声侧表面隔声层(3)相对设置；在所述声源侧表面隔声层(1)的内侧设置所述声源侧减振层(2)；在所述隔声侧表面隔声层(3)的内侧设置所述隔声侧减振层(4)；所述泡沫超构表面层(5)夹于所述声源侧减振层(2)和所述隔声侧减振层(4)之间；

所述泡沫超构表面层(5)包括多个泡沫块单元；各个所述泡沫块单元按设定规则周期排列；

其中，每个所述泡沫块单元包括n个横向或纵向排列的泡沫块模块；每个所述泡沫块模块包括泡沫块本体(5.1)、支撑框架和插板(5.5)；所述插板(5.5)与所述支撑框架的设定高度一体成型；所述泡沫块本体(5.1)设置于所述支撑框架的内部，并使所述插板(5.5)插入到所述泡沫块本体(5.1)对位高度位置开设的槽内；

对于所述泡沫块单元包括的n个泡沫块模块，设计各个泡沫块模块的插板(5.5)设置高度、插板(5.5)的长度以及是否安装插板(5.5)，进而调节各个泡沫块模块的表面相位，实现对声波相位0～π范围的调控。

优选的，所述支撑框架包括左侧隔板(5.2)、右侧隔板(5.3)和基底(5.4)；所述基底(5.4)的左侧与所述左侧隔板(5.2)一体成型；所述基底(5.4)的右侧与所述右侧隔板(5.3)一体成型；所述插板(5.5)水平设置于所述基底(5.4)的上方，并位于所述左侧隔板(5.2)和所述右侧隔板(5.3)之间；所述插板(5.5)的一侧与所述右侧隔板(5.3)在设定高度一体成型。