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波纹穿孔板吸声特性研究

刘传洋 王晓宇 张光宇 孙晓峰

刘传洋, 王晓宇, 张光宇, 孙晓峰. 波纹穿孔板吸声特性研究[J]. 声学学报, 2023, 48(3): 559-567. doi: 10.15949/j.cnki.0371-0025.2023.03.012
引用本文: 刘传洋, 王晓宇, 张光宇, 孙晓峰. 波纹穿孔板吸声特性研究[J]. 声学学报, 2023, 48(3): 559-567. doi: 10.15949/j.cnki.0371-0025.2023.03.012
LIU Chuanyang, WANG Xiaoyu, ZHANG Guangyu, SUN Xiaofeng. Research on sound absorption characteristics of corrugated perforated plate[J]. ACTA ACUSTICA, 2023, 48(3): 559-567. doi: 10.15949/j.cnki.0371-0025.2023.03.012
Citation: LIU Chuanyang, WANG Xiaoyu, ZHANG Guangyu, SUN Xiaofeng. Research on sound absorption characteristics of corrugated perforated plate[J]. ACTA ACUSTICA, 2023, 48(3): 559-567. doi: 10.15949/j.cnki.0371-0025.2023.03.012

波纹穿孔板吸声特性研究

doi: 10.15949/j.cnki.0371-0025.2023.03.012
基金项目: 国家科技重大专项 (2017-II-003-0015)和航空科学基金项目(2019ZB051001)资助
详细信息
    通讯作者:

    刘传洋, liuchuanyang@buaa.edu.cn

  • 中图分类号: 43.20, 43.28, 43.50

Research on sound absorption characteristics of corrugated perforated plate

  • 摘要:

    研究了平面波垂直入射和掠入射两种情况下波纹穿孔板对声波的耗散作用, 结果表明在这两种情况下波纹穿孔板的声学特性都有别于平板穿孔板。在垂直入射条件下, 通过“等效穿孔率”可以在中、低频率范围内使波纹穿孔板和平板穿孔板的吸声特性“重合”。波纹穿孔板在高频范围会出现异于平板穿孔板的双尖峰现象, 进一步研究发现这是由波纹板形状导致的背腔深度的连续变化所引起的。在掠入射条件下, 波纹穿孔板与平板穿孔板无法通过“等效穿孔率”替代。波纹穿孔板的板高和板长对其声学性能都有明显影响, 当波纹穿孔板夹角(板高与1/4板长对应的正切角)相同时, 在板长小于75 mm范围内波纹穿孔板有相似的声学性能。

     

  • 图 1  平面波垂直入射模型

    图 2  波纹穿孔板示意图 (a) 几何结构示意图; (b) 声阻抗示意图

    图 3  平面波掠入射模型

    图 4  声波垂直入射示意图

    图 5  平面波垂直入射时末端声衬的吸声系数 (a) 平板穿孔板声衬; (b) 波纹穿孔板声衬

    图 6  声波掠入射示意图

    图 7  平面波掠入射时壁面平板声衬的传递损失和吸声系数

    图 8  夹角θ相同时的吸声系数 (a) 夹角θ = 10°; (b) 夹角θ = 30°; (c) 夹角θ = 50°

    图 9  不同夹角θ时的吸声系数

    图 10  波纹板等效穿孔率后的吸声系数

    图 11  梯形板结构图

    图 12  梯形板与波纹板吸声系数对比

    图 13  夹角θ=25°时波纹穿孔板的声学特性 (a) 传递损失; (b) 吸声系数

    图 14  夹角θ=35°时波纹穿孔板的声学特性 (a) 传递损失; (b) 吸声系数

    图 15  不同板高时波纹穿孔板声学特性 (a) 传递损失; (b) 吸声系数

    图 16  不同板长时波纹穿孔板声学特性 (a) 传递损失; (b) 吸声系数

    图 17  等效穿孔率对比 (a) 传递损失; (b) 吸声系数

    表  1  平板声衬结构参数

    穿孔率 σ板厚 t (mm)孔径 d (mm)背腔深度 b (mm)
    1%10.525
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    表  2  声衬段结构参数

    管径 R (mm)声衬段长度 L (mm)穿孔率 σ板厚 t (mm)孔径 d (mm)背腔深度 b (mm)
    1003002%0.871.8325
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    表  3  波纹穿孔板几何参数

    板长 λ (mm)12.5152025
    板高 h (mm)θ = 0°0.550.660.881.10
    θ = 30°1.802.172.893.61
    θ = 50°3.724.475.967.45
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    表  4  波纹穿孔板几何参数

    板长 λ (mm)305075150
    板高 h (mm)θ = 25°3.505.838.7417.50
    θ = 35°5.258.7513.1326.26
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    表  5  等效穿孔率验证参数

    波纹板序号波纹板板长 λ (mm)波纹板板高 h (mm)波纹板穿孔率 σ (%)等效穿孔率 σ' (%)
    波纹板 13001522.05
    波纹板 21001022.18
    波纹板 330522.47
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-04-15
  • 修回日期:  2022-08-12
  • 刊出日期:  2023-05-11

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