吸聲
關注創建者：320科技工作室 創建時間：2022-08-31
吸聲的視頻教程
吸聲的實例教程
圖2 流阻率與材料容重以及纖維直徑的關系
有了計算流阻率的經驗公式以后，我們就可以通過材料的容重和纖維的直徑這兩個很容易獲得的參量來進行多孔材料流阻率的估算，進而再由流阻率計算得到多孔性材料的吸聲系數頻譜曲線。
上式中還有兩個系數K1和K2，表1中給出了不同材料以及不同纖維直徑范圍，K1和K2的取值。
表1 流阻經驗公式中的K1和K2系數取值
表2中給出了按照上式計算的玻璃纖維棉在不同容重和不同纖維直徑下的流阻率的結果。從中可以看出，常用的吸聲性能較好的容重為24kg/m3和32kg/m3的玻璃棉，其流阻率正是位于圖1中所反映的 (8~18)*103Pa·s/m2流阻率區間內。
表2 玻璃纖維棉的流阻率計算結果
我們再以10cm厚的Basotect三聚氰胺泡沫為例，先通過上式計算流阻率，然后再由流阻率計算吸聲系數。圖3中給出了最終計算得到的吸聲系數和用駐波管測量得到的吸聲系數的對比，看到這兩根曲線的吻合程度，是不是有種要把你家的駐波管再打幾個孔改裝成笛子吹，再也不用它來測吸聲系數的感覺？
圖3 經驗模型和實測的三聚氰胺泡沫吸聲系數對比
圖4中我們給出了三聚氰胺泡沫在不同流阻率情況下，吸聲系數頻譜的變化特征。從圖中可以清楚地看出，三聚氰胺泡沫在流阻率為20*103Pa·s/m2附近，吸聲性能曲線達到最佳，由此我們可以更加清楚地理解Basotect三聚氰胺泡沫參數優化在該點的道理。
展開 案例4：多孔吸聲材料的吸聲效果比較一個長方體盒子，內部是空氣，在盒子側面給定單位激振力，空氣中某點的聲壓作為響應。
多孔材料參數設置：
多孔材料屬性設置：
單層吸聲材料，厚度分別為1mm，2mm，3mm
無多孔吸聲材料的計算結果
有多孔吸聲材料的計算結果（1mm）
有多孔吸聲材料的計算結果（2mm）
有多孔吸聲材料的計算結果（1mm）
吸聲材料的吸聲效果一般在中高頻比較明顯。另外隨著吸聲材料厚度的增加，吸聲效果越來越明顯。
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展開 傳統的吸聲材料，如多孔材料，已被證明對高頻吸聲（>1000Hz）有效，但如果厚度有限，在低頻時會有缺點。近年來，聲學超材料的概念為低頻吸聲器的設計提供了新的思路。許多亞波長吸聲材料或設備是基于諧振結構開發的，如裝飾膜諧振器、亥姆霍茲諧振器。帶有背腔的傳統微孔板也是低頻吸聲器的良好候選者。
研究內容：
提出了一種基于微穿孔板和卷曲法布里-珀羅通道的混合聲學超材料吸收器，它可以有效地吸收非常低頻率（<500 Hz）的入射聲波能量，具有較寬的相對吸收帶寬。分析檢驗了所提吸收器的高效可調吸收特性，并通過數值模擬和實驗驗證了該吸收體的吸收特性。
圖1. 混合超材料吸收器示意圖
圖2.論文中數值模擬的吸聲系數曲線
數值模擬：
在comsol中利用壓力聲學接口對聲學超材料的聲學特性進行仿真分析。仿真分析的步驟如下所示。
（1）建立幾何模型
圖3.幾何模型的構建
（2）設置物理場
圖4.物理場的設置
（3）求解吸聲系數
圖5.數值分析的吸聲系數
通過數值分析計算得到的吸聲系數曲線與文獻的結果基本一致。兩個吸收器使用相同的螺旋形通道構建，但使用不同的MPP，其中一種情況的參數為d=0.9 mm、t0=0.64 mm、p=0.018（左圖），另一種情況下的參數為d=0.4mm、t0 =0.64 mm和p=0.048（右圖）。
總之，我們提出了一種基于微穿孔面板和卷曲Fabry–P erot通道的混合聲學超材料吸收器，它可以有效地吸收極低頻（<500 Hz）下的入射聲波能量，并具有較寬的相對吸收帶寬。對所提出的吸收體的高效可調諧吸收特性進行了分析，并通過數值模擬和實驗進行了驗證。
展開 一、吸聲原理、吸聲材料及吸聲測試方法
聲波在媒介中傳播或者入射到另一個媒介的過程中，聲能減少的過程就是吸聲。吸聲的原理是聲能轉換為熱能，比如吸音棉的吸音原理是由于聲音在吸音棉的中空纖維結構中不斷消耗轉換為熱能導致。
圖1 入射聲波、吸收聲波和反射聲波
通常將吸聲系數大于0.2的材料稱為吸聲材料。吸聲材料安裝在車外，可以減小外界噪聲源；安裝在車內，可以減小傳遞到車內的噪聲并提升聲品質。材料的吸聲能力采用吸聲系數來衡量。吸聲系數的大小除了與吸聲材料本身有關外，還與入射聲波的角度等參數有關。而根據聲波入射角度的不同，分為駐波管測試以及大混響室測試。
駐波管：
顧名思義為聲波垂直入射至樣品表面，由于聲波頻率的不同所以波長也是不同的，因此駐波管才會有大小管徑的區別，并有相應的ISO標準約束。通用的如B&K 4026型號的大管直徑100mm可下潛到100Hz左右，測試低頻長波聲音，配合一個小管直徑29mm可測試高頻截至6300Hz左右的聲音。其優點是價格便宜，樣品要求面積小，測試方便；缺點是對于樣品邊緣的精度要求較高，誤差較大。
展開 吸聲材料一般是安裝在房間的墻面和頂棚上。墻面有時會因有玻璃窗而使可作為安裝吸聲材料的面積太小，或者因為墻面的形狀不適于安裝吸聲材料。頂棚有時需要天然采光和自然通風也不宜做吸聲吊頂?？臻g吸聲體的頂棚，不僅便于風口、燈光口及揚聲器的布置，而且使頂棚的造型更加豐富活潑。因此，為了使房間有足夠的吸聲可以把吸聲體懸掛在空中，人們把它稱為空間吸聲體。用木板或金屬龍骨制成框架，框架骨放上纖維性多孔吸聲材料，兩面覆蓋裝飾面層，如穿孔板或阻燃裝飾布。對于具有較高強度和剛度并有裝飾效果的硬質吸聲板，則可以直接固定在框架上。當懸吊在房間的空中就形成最簡單的板式空間吸聲體。這種板式空間吸聲體，通常有兩種吊裝方式，一是水平懸吊，二是豎直吊掛。其吸聲效果與吸聲體的間距有關，間距較小時，吸聲效率低一些，間距較大時吸聲效率高一些。但間距太大，頂棚可布置的空間吸聲體的數量相對減少，影響房間總的吸聲量，所以間距既不能太小，也不能太大。
空間吸聲體因材料兩面均處在聲場之中，使一塊材料能起雙面吸聲作用，從而大大提高了材料的吸聲性能。水平懸掛的吸聲效果比豎直懸掛好，空間吸聲體的吸聲效果明顯提高，特別是500以上的中高頻的吸聲系數，比地面平鋪提高約50%以上。
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聲學特性試驗
方法：按QJ/GAC 1528.065，混響箱法測量吸聲系數
服務方案
國高材分析測試中心可提供適用于廣汽集團乘用車頂棚的全套性能評價服務，助力企業系統性地實現產品提升。我們不僅能完成全項標準符合性測試，出具權威報告，更能提供深度性能診斷與研發支持，幫助分析性能短板根源，在新材料、新工藝選型階段進行對比篩選與優化。
點擊這里，即可報名
研討會內容
混響室法吸聲系數測量
阻抗管法吸聲系數測量
實驗室法隔聲系數測量
阻抗管法隔聲系數測量
阻抗管擴展應用
研討會時間
2026年1月20日（周二）下午2:00-3:00
費用 免費
備注
研討會將通過網絡直播的方式進行，請自備具備上網條件的電腦
報名方式：點擊這里
優點：
? 計算聲學包的吸隔聲效果
? 縮放聲包覆蓋處ePowertrain的振動
? 更高效的求解性能（相較于聲包3D建模方法，運行時間縮短40%，內存消耗降低60%），同時節省模型設置的工程時間和分析時間。
屋頂冷水機組氣動噪聲分析7個月前
反射面：需為堅硬平整的地面，尺寸超出測量區域投影至少 1 米，且反射系數＞0.9（即吸聲系數＜0.1）。
自由場條件：除反射面外，測量表面 10 倍距離內無其他反射物（如墻壁、障礙物），此時環境修正系數 K?≤0.5dB 可忽略不計。
背景噪聲：測量表面平均聲壓級需低于被測設備至少 6dB，理想情況下應低于 15dB。
反射面：需為堅硬平整的地面，尺寸超出測量區域投影至少 1 米，且反射系數＞0.9（即吸聲系數＜0.1）。
自由場條件：除反射面外，測量表面 10 倍距離內無其他反射物（如墻壁、障礙物），此時環境修正系數 K?≤0.5dB 可忽略不計。
背景噪聲：測量表面平均聲壓級需低于被測設備至少 6dB，理想情況下應低于 15dB。
軟件內置涵蓋多孔吸聲材料、纖維復合材料、彈性體等 120 + 類材料的聲學特性數據庫，支持自定義材料參數擬合，結合 1D/2D/3D 多維度單元庫（含無限元、邊界元、周期性結構單元），可高效處理復雜邊界條件（如非均勻聲場、運動邊界、聲阻抗邊界），計算精度滿足 ISO 3744/3745 等國際聲學測試標準要求。
我們用傳聲器聽到或測量的聲壓取決于與聲源的距離以及存在聲波的聲環境（或聲場），這又取決于房間的大小和表面的吸聲性。因此，通過測量聲壓，我們并不能夠量化機器發出的噪音。我們必須找到聲功率，因為此物理量基本與環境無關，并且是描述聲源的唯一參數。
什么是聲強
任何振動的機械部件都會輻射出聲能。聲功率是輻射能量的速率（每單位時間的能量）。聲強描述通過單位面積的能量流率。
在 200 - 3000Hz 頻段，乘員艙空調噪聲是直達噪聲和衍射噪聲的混合，需考慮內飾吸聲材料的影響。
本期的空調管路流動噪聲LBM仿真分享就到這里啦，下一期我們將分享更多實用功能，敬請期待。
利用這種新方法，能夠基于獲取的等效聲源，帶入新的安裝環境，預測實際的噪聲分布，在虛擬環境中測試多種噪音控制解決方案，如吸聲墻或聲屏障。
