多階吸聲
關注創建者：320科技工作室 創建時間：2023-10-06
多階吸聲的實例教程
研究背景：
由于傳統材料的能量耗散較弱，低頻吸聲一直是研究人員面臨的一個具有挑戰性的課題。近年來，聲學超材料發展迅速，具有前所未有的優異低頻性能。已經設計了一系列亞波長厚度的超材料，以實現對低頻聲音的100%吸收。例如，由彈性膜和剛性盤組成的膜型超材料可以吸收某些頻率下幾乎所有的入射聲能，其厚度甚至比峰值吸收波長小兩個數量級。然而，由于薄膜柔軟，它很容易受到機械損傷。卷曲空間超材料是另一種重要的聲學超材料，它可以通過增加聲路來實現極端的吸聲性能。然而，由于諧振特性，大多數超材料只能在窄頻帶內獲得良好的吸收性能，這限制了實際應用。
研究內容：
我們提出了一種具有多級吸聲的薄多單元超表面的理論和實驗實現，該超表面在450 Hz–1360 Hz的寬帶范圍內表現出連續的近乎完美的吸收光譜。超表面單元是穿孔復合亥姆霍茲諧振器（PCHR），其通過將一個或多個帶有小孔的分離板插入亥姆霍茨諧振器（HR）的內部來構造。可以實現多階吸聲機制，使得在原始吸收峰值和結構尺寸不變的情況下，通過PCHR單元在更高的頻率下獲得多個接近完美的峰值。
圖1.PCHR裝置的三維視圖及xy平面截面圖
圖2.二階PCHR單元（藍色）和原始HR（紅色）的吸聲系數
數值模擬：
為了驗證這一理論模型，使用商業軟件COMSOL Multiphysics開發了一個數值模擬模型。由于粘性摩擦和熱傳導對聲能量耗散有很大影響，本模型采用壓力聲學-熱黏性聲學相互作用模塊。
（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）吸聲系數計算
圖5顯示了PCHR仿真復現的吸聲系數，數值模型計算的吸聲系數與原文中結果相比顯示出了良好的一致性。
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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。
漢航NTS.LAB STL聲傳遞損失測試與分析系統的特點與優勢：
1、 對于排氣消聲器，優化聲源和管路，使得在20-1000Hz均有良好測試效果，能精確測量的傳遞損失高達60dB以上。
2、 可定制多輸入多輸出情況下的測試系統，對于多輸入多輸出的排氣管道，測量有多個消聲單元時每個管道中消聲器的傳遞損失特性。
超表面單元是穿孔復合亥姆霍茲諧振器（PCHR），其通過將一個或多個帶有小孔的分離板插入亥姆霍茨諧振器（HR）的內部來構造。可以實現多階吸聲機制，使得在原始吸收峰值和結構尺寸不變的情況下，通過PCHR單元在更高的頻率下獲得多個接近完美的峰值。
，聲固耦合分析應用較多，如噪聲傳遞函數NTF和路噪計算。
觀察路噪仿 真模型模態分析結果可知，在200Hz內存在多階車身 地板模態，由此設計增加電池支架，從而間接增加車身 地板剛度，利于仿真軟件進行優化方案設計并依據路 噪仿真模型進行方案效果初步驗證。經過設計方案仿 真驗證，最終選定優化方案，如圖9所示。
作者通過LS-DYNA對軌道車輛的主要碰撞吸能機構進行了優化設計，文檔詳實且邏輯清晰。此外，作者還在防爬吸能器碰撞仿真方面展現出高度細致的工作，準確引用了相關材料，并對防爬吸能器進行了優化，為實際設計工作提供了有力的指導。
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9.
整車匹配階段包括電驅動總成懸置系統解耦設計、基于統計能量分析法、吸隔聲試驗技術及臺架NVH試驗技術的電驅動總成聲學包和整車聲學包正向開發并達成整車項目目標。
一般從優化IGBT開關頻率、重新標定電流環和轉速環參數、優化油門踏板開度、優化扭矩階躍的強度等途徑緩解驅動電機振動和噪聲。③傳播路徑，電動汽車線束數量多，分布廣，需要較大的空間布線及較大的孔洞走線，對隔音形成較大難度。隔絕噪聲傳播路徑的方法有密封、隔聲和隔振，主要是做好車身鋼板的細縫、孔洞的密封，并使用高效阻尼材料隔絕聲音和振動的傳播。
在聲學計算時，可以考慮材料吸聲屬性等。
（6）提取噪聲標準數據或試驗結果數據，將噪聲標準限值數據或試驗結果與仿真數據進行歸一處理，兩者進行對比與分析。
（7）對結果進行分析并優化。
隔聲罩的實際隔聲效果除取決于結構和理論隔聲量外，還與罩內壁材料的平均吸聲系數有著密切關系。
吸聲技術。若機艙內聲源經過聲波的多次反射，其噪聲級比同樣的聲源在露天的噪聲級要高十幾分貝。由于機艙內混響聲十分嚴重，特別是多臺機組同時工作時尤其如此。因此有必要在機艙內粘貼吸聲材料，可以使混響聲大大降低。
