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1、基材含微粒的空腔結(jié)構(gòu)吸聲器吸聲性能預(yù)報(bào)的研究第25卷第3期2006年O6月聲學(xué)技術(shù)TechnicalAcousticsVo1.25,No.3Jun.,2006基材含微粒的空腔結(jié)構(gòu)吸聲器吸聲性能預(yù)報(bào)的研究馬黎黎,王仁乾(北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院.北京100871)摘要:采用一種近似方法計(jì)算含球形微粒和空腔結(jié)構(gòu)吸聲器的吸聲系數(shù),即首先用自洽理論,計(jì)算摻入微粒的復(fù)合材料的等效力學(xué)參數(shù),再用求空腔結(jié)構(gòu)吸聲器的等效力學(xué)參數(shù)方法,計(jì)算這種復(fù)合材料具有空腔結(jié)構(gòu)的該參數(shù),最后用聲波在分層吸收媒質(zhì)中傳播模型來(lái)計(jì)算能量吸收系數(shù).所得數(shù)值模擬結(jié)果表明:基材摻入微粒形
2、成的復(fù)合材料其吸聲性能有不同程度的變化,性能的提高與否與基材和微粒的種類,孔隙率及粒子分布概率密度等因素有關(guān);對(duì)于某些含微粒的復(fù)合材料若開空腔則可進(jìn)一步提高吸聲器的低頻吸聲性能.總之,基材含微粒的空腔結(jié)構(gòu)吸聲器的吸聲系數(shù)是以不同程度的靈敏度受控于表征微粒的參數(shù)以及空腔結(jié)構(gòu).關(guān)鍵詞:復(fù)合材料;微粒;空腔;吸聲器:吸聲系數(shù)中圖分類號(hào):TB56文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1000.3630(2006).03.0175.07Absorptioncapabilityofabsorberswithcavityandmadeofmaterialcontainin
3、gparticlesMALi—li.WANGRen—qian(SchoozofElectronicsEngineeringandCompeerScience,Pekingn西eBelling100871,cina)Abstract:Anapproximatetechniqueisusedtocalculatetheabsorptioncoefficientofabsorberscontmningacavityandmadeofmaterialwithscatteredsphericalparticles.Thetechniqueisbasedo
4、naself-consistenttheoryandamethodofcalculatingequivalentmechanicparametersofanabsorbercontainingacavity.Thesimulationresultsshowthattheabsorptioncapabilitycanbeimprovedifthematerialofanabsorbercontainssomeparticles,andthedegreeofimprovementisrelatedtothetype,size,shape,poros
5、ity,andprobabilitydensityofparticledistribution,andiftheabsorberismadeofaparticle—andcavity—loadedmaterial,itsabsorptioncapabilityismuchbetteratlowfrequencies.Itisconcludedthatabsorptioncapabilityofanabsorberiscontrolledbytheparametersofinclusionandthestructureofcavity.Keywo
6、rds:compositematerial;inclusion;cavity;absorptioncoefficient;absorber1引言吸聲系數(shù)譜是表征吸聲器吸聲性能的基本參量.由于對(duì)復(fù)合材料衰減機(jī)理研究的深入,高吸聲率新型材料的不斷出現(xiàn).吸聲器的基材已由單一材收稿日期:2005.7.19;修改日期:2005-09-15作者簡(jiǎn)介:馬黎黎(1977.),女,講師,從事聲學(xué),電子學(xué)教學(xué)和研究工作.料向含各種粒子的復(fù)合材料發(fā)展,另外吸聲器采用各種復(fù)雜的空腔結(jié)構(gòu),因媒質(zhì)的不均勻性,界面的不規(guī)則性故很難用嚴(yán)格的波動(dòng)理論進(jìn)行聲場(chǎng)分析,因而至今還沒有
7、精確計(jì)算吸聲系數(shù)的方法,只能采用近似計(jì)算.如今的吸聲材料已不是單一化學(xué)成分的均勻各向同性物質(zhì),而是含有某些空心或?qū)嵭牧Ｗ拥奈⒂^結(jié)構(gòu)的材料.針對(duì)不同類型復(fù)合材料的等效參數(shù),其176聲學(xué)技術(shù)2006焦計(jì)算方法的基礎(chǔ)理論集中在兩個(gè)方面:一是統(tǒng)計(jì)力學(xué)…;二是自洽理論_2..但是這兩種算法均是針對(duì)兩相介質(zhì),不適合更復(fù)雜的例如空心粒子的三相復(fù)合材料參量的計(jì)算.因此本文采用M.R.Haberman等人給出的基于自洽理論并將自洽理論與統(tǒng)計(jì)力學(xué)結(jié)合起來(lái)的一種算法,來(lái)計(jì)算復(fù)合材料的低頻等效力學(xué)參數(shù)….關(guān)于含空腔結(jié)構(gòu)吸聲器的吸聲系數(shù)的計(jì)算方法,主要有數(shù)值法和解析法.
8、數(shù)值法中主要是有限元和邊界元等方法,數(shù)值法適用條件較寬但所對(duì)應(yīng)的物理圖像不明晰.并且要達(dá)到一定精度計(jì)算耗時(shí)較長(zhǎng).解析法大多采用聲波在分層吸收媒質(zhì)中的傳
