[发明专利]一种声学黑洞消声结构

说明书

本发明涉及一种声学黑洞消声结构，包括圆柱形空腔、支撑杆、圆板阵列，所述圆柱形空腔为两端开口结构，所述圆板阵列包括若干不同直径的圆板，所述圆板之间平行并且均匀固定在支撑杆上，所述圆板的直径从支撑杆的一端沿另一端逐渐变大，最大的圆板的直径与圆柱形空腔的内径相等，最大的圆板固定在圆柱形空腔的一端并密封圆柱形空腔的该端；圆板的直径按照幂函数逐渐变大，所述幂函数为其中指数n≥1，d表示圆板的直径，x表示任意一个圆板与最大的圆板之间的距离，L表示圆柱形空腔的长度，D₁表示圆板最小直径，D₀与D₁之和表示圆柱形空腔(1)内径。本发明结构简单，不需要按照额外的吸声材料或者阻尼材料，所以本发明成本较低，易于实施，并且能够实现宽频吸声。

技术领域

本发明属于噪声控制技术领域，具体涉及一种声学黑洞消声结构。

背景技术

声学黑洞概念是从天体物理学中的黑洞概念引申而来。传统声学黑洞结构是指梁、板结构的厚度按照幂函数逐渐衰减至零时，结构内部弯曲波的波速逐渐减慢为零的现象，使得弯曲波不会发生反射。声学黑洞结构由于结构简单、易于实施，目前已成为控制振动的重要研究方向之一。如在申请号为201810086724.0的发明专利申请中提出通过一维声学黑洞梁实现振动结构的宽频带振动抑制。申请号为201711382962.8、202110205344.6、202010894671.2的发明专利申请中提出把声学黑洞结构用于动力吸振器，实现宽带振动控制的效果。申请号为202110538300.5的发明专利申请中提出了一种异质/异形声学黑洞与声子晶体混合的减振降噪增强结构，通过结合均匀圆形二维声学黑洞结构和楔形二维声学黑洞结构实现宽频减振降噪。申请号为202110986436.2的发明专利申请中提出了一种六边形周期声学黑洞结构，用于结构减振降噪。

注意到目前声学黑洞结构主要通过降低结构振动来控制噪声，并且需要在声学黑洞结构表面粘贴阻尼层，难以应用于空间消声。本发明板把声学黑洞概念用于消声器的设计，提供一种结构简单、无需吸声材料或者阻尼材料的一种声学黑洞消声结构，用于噪声的宽频控制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种声学黑洞消声结构，结构简单、无需吸声材料或者阻尼材料，成本较低，易于实施，并且能够实现宽频吸声。

本发明通过如下技术方案实现。

一种声学黑洞消声结构，包括圆柱形空腔、支撑杆、圆板阵列，所述圆柱形空腔为两端开口结构，所述圆板阵列包括若干不同直径的圆板，所述圆板之间平行并且均匀固定在支撑杆上，所述圆板的直径从支撑杆的一端沿另一端逐渐变大，最大的圆板的直径与圆柱形空腔的内径相等，最大的圆板固定在圆柱形空腔的一端并密封圆柱形空腔的该端；圆板的直径按照幂函数逐渐变大，所述幂函数为其中指数n≥1，d表示圆板的直径，x表示任意一个圆板与最大的圆板之间的距离，L表示圆柱形空腔的长度，D₁表示圆板最小直径，D₀与D₁之和表示圆柱形空腔(1)内径。

进一步，所支撑杆为圆柱形，所支撑杆的长度与所述圆柱形空腔的长度相等。

进一步，圆板阵列的所有圆板在圆心开孔，孔径大于等于支撑杆直径。

进一步，所述圆板与支撑杆垂直，圆板通过强力胶水、焊接或者螺栓固定在支撑杆上。

进一步，所有圆板的厚度不大于2mm。

进一步，圆板阵列中最小的圆板的直径D₁不大于5mm。

与现有技术相比，本发明的优点是：本发明结构简单，不需要按照额外的吸声材料或者阻尼材料，所以本发明成本较低，易于实施，并且能够实现宽频吸声。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为本发明的分解立体示意图；