微穿孔板MPP
關注創(chuàng)建者：320科技工作室 創(chuàng)建時間：2023-04-08
微穿孔板MPP的實例教程
20世紀70年代，微穿孔板（MPP）被引入作為中低頻噪聲控制的替代吸聲器。MPP通常由具有分布亞毫米通孔的薄面板制成，并與背襯空氣腔耦合。MPP可以產生類似于亥姆霍茲諧振器的吸聲機制。最高可用性構架介紹了多點定位系統(tǒng)的理論分析和設計原理。MPP由于其重量輕、無纖維和環(huán)境友好的特點，自誕生以來一直被視為下一代吸聲材料。然而，由于吸聲帶寬較窄，以及在低頻時需要較大的背腔深度，傳統(tǒng)MPP的應用受到限制。
研究內容：
本文提出了一種新型吸聲結構，該結構基于雙層微穿孔板（DLMPP）和類似于卷曲空間的翻轉空間概念，以改善具有有限背襯空氣腔空間的外殼中的低頻到中頻吸聲。結果表明，新設計可以產生類似于傳統(tǒng)DLMPP的寬帶吸聲，空腔翻轉可以實現(xiàn)有限背腔空間外殼的低頻吸聲。對新設計的吸聲系數(shù)進行了理論分析和有限元模擬。還討論了設計參數(shù)對新設計吸聲系數(shù)的影響。
圖1. DLMPP的示意圖（a）傳統(tǒng)的系列安排的DLMPP;（b）新的 T-DLMPP 設計.
技術路線：
在Comsol中對這兩種DLMPP結構進行有限元仿真分析。
1. 幾何模型的構建及網(wǎng)格劃分：
圖2.T-DLMPP幾何模型構建及網(wǎng)格劃分
2. 添加研究，對結構化參數(shù)對吸聲系數(shù)的影響進行頻率分析：
圖3.孔徑大小對吸聲系數(shù)的影響（左原文，右復現(xiàn)）。
圖4.穿孔率對吸聲系數(shù)的影響（左原文，右復現(xiàn)）。
圖5.板厚對吸聲系數(shù)的影響（左原文，右復現(xiàn)）。
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展開 添加研究，對兩種微穿孔板吸聲體的吸聲系數(shù)進行頻率分析：
圖.圓形微穿孔板的吸聲系數(shù)有限元結果
圖.花瓣形微穿孔板的吸聲系數(shù)有限元結果
與文獻中的結果對比：
圖(a)文獻中具有圓形和花瓣形穿孔的MPP的吸聲系數(shù):理論預測與有限元仿真結果的比較；(b)Comsol中復現(xiàn)的有限元仿真結果。
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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(shù)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(shù)值模擬的吸聲系數(shù)曲線
數(shù)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(shù)
圖5.數(shù)值分析的吸聲系數(shù)
通過數(shù)值分析計算得到的吸聲系數(shù)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(shù)為d=0.9 mm、t0=0.64 mm、p=0.018（左圖），另一種情況下的參數(shù)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(shù)值模擬和實驗進行了驗證。
我們發(fā)現(xiàn)，吸收主要是由微穿孔面板中聲波的摩擦損失引起的。還通過圖形分析復平面中的反射系數(shù)來解釋這種現(xiàn)象。通過集成兩個具有不同參數(shù)的平行吸收單元，相對吸收帶寬進一步加寬至82.2%。由于亞波長厚度深、帶寬相對較寬且易于制造，所提出的混合吸收器在噪聲控制工程中具有廣泛的潛在應用。
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微穿孔板MPP的最新內容
研究背景：
具有深亞波長厚度（5cm）的吸收器對低頻聲音（<500Hz）的衰減在噪聲控制工程中引起了極大的興趣。然而，由于低頻聲音的強穿透性和普通材料的弱固有分散性，這是一項具有挑戰(zhàn)性的任務。傳統(tǒng)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(fā)的
20世紀70年代，微穿孔板（MPP）被引入作為中低頻噪聲控制的替代吸聲器。MPP通常由具有分布亞毫米通孔的薄面板制成，并與背襯空氣腔耦合。MPP可以產生類似于亥姆霍茲諧振器的吸聲機制。最高可用性構架介紹了多點定位系統(tǒng)的理論分析和設計原理。MPP由于其重量輕、無纖維和環(huán)境友好的特點，自誕生以來一直被視為下一代吸聲材料。
研究背景：
為了抑制噪聲污染，已經開發(fā)了許多吸聲材料和結構。傳統(tǒng)的吸聲材料，如開孔泡沫和纖維棉，隨著時間的推移會劣化，因為小顆粒常常從這些多孔材料的骨架中脫落。此外，脫落的小顆粒可能污染建筑物內的空氣，并危害人類健康。因此，穿孔板吸收器是建筑物和住宅的有吸引力的選擇。在當前的研究中，系統(tǒng)地改變了傳統(tǒng)圓形穿孔的橫截面形態(tài)，并提出了一種通用的MPP理論，以解釋穿孔形狀對吸聲的影響
