一种亚波长的宽带柱面声波吸收体制造技术

本发明专利技术属于声学降噪技术领域。涉及一种亚波长的宽带柱面声波吸收体，由N个吸收胞元环形阵列而成，4≤N≤20；其中，每一个所述吸收胞元包含M个具有不同共振频率的共振器环形阵列而成，2≤M≤10；所述吸收胞元包括前、后、顶、底、左、右六块板，各个板之间相互连接组成一封闭腔体；该封闭腔体由M

【技术实现步骤摘要】
一种亚波长的宽带柱面声波吸收体


[0001]本专利技术属于声学降噪
，具体而言，涉及一种亚波长的宽带柱面声波吸收体。

技术介绍

[0002]低频噪声控制是声学研究的一个重要课题，同时亦是一个长期存在的难题。传统的吸声材料（如吸声海绵、多孔天然材料等）受限于线性响应理论，使得吸收低频声波需要极大面密度的材料。声学超材料的出现有望突破这一难题形成新的降噪应用技术。声学超材料通过局域共振将声能量高强度局域并通过粘滞阻尼将其耗散，在低频噪声吸收中具有广阔的应用前景。目前，基于薄膜超材料、FP 共振器、亥姆霍兹共振器及其变体、Mie共振器等结构构建了低频声完美吸收体，为低频噪声控制提供了有力的技术手段，具有广阔的应用价值。
[0003]然而，现存的声学超材料吸收体通常是针对单一方向辐射的平面波设计，而缺乏对全向辐射的柱面声波研制的吸收体。然而，在诸多应用场景如辐射尺寸远小于声波波长的线声源辐射的噪声则以柱面波声形式传播。此时，传统的针对平面波设计的声吸收体则只对有限的角度入射的声波有效，具有无法高效地吸收宽角度入射甚至全向入射的声波这一局限性。
[0004]鉴于此，本专利技术为解决上述问题，设计一种亚波长的宽带柱面声波吸收体。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有声吸收体无法有效吸收宽带柱面波的问题，提出了一种基于过阻尼模式强耦合形成的亚波长宽带柱面声波吸收体。
[0006]本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
[0007]本专利技术的一个实施方式提供了一种亚波长的宽带柱面声波吸收体，所述吸收体由N个吸收胞元环形阵列而成，4≤N≤20；其中，每一个所述吸收胞元包含M个具有不同共振频率的共振器环形阵列而成，2≤M≤10；所述吸收胞元包括前面板一、后面板一、顶板一、底板一、左侧壁板一以及右侧壁板一，各个板之间相互连接，将胞元组成一封闭腔体；该封闭腔体由M
‑
1个隔板分隔以形成具有M个共振器的腔体，2≤M≤10在每个共振器的两块隔板之间的前面板一上均设有开口用以形成声学共振；每个所述吸收元胞元之间通过左侧壁板一及右侧壁板一相互连接以形成所述的吸收体。
[0008]根据本专利技术的上述一个实施方式提供的一种亚波长的宽带柱面声波吸收体，所述封闭腔体由隔板一、隔板二以及隔板三分隔用以形成具有共振器一、共振器二、共振器三及共振器四的腔体结；在每个共振器的两块隔板之间的前面板一上均设有开口用以形成声学共振，由此四个共振器对应的前面板一上的开口依次为开口一、开口二、开口三及开口四。
[0009]根据本专利技术的上述一个实施方式提供的一种亚波长的宽带柱面声波吸收体，所述吸收胞元腔体为扇环形，对应圆心角为2
°
~ 8
°
，高度为20 mm ~ 100 mm。
[0010]根据本专利技术的上述一个实施方式提供的一种亚波长的宽带柱面声波吸收体，所述吸收胞元是由3D打印或注塑加工而成的一体式结构，或者使用机械加工方法得到。
[0011]根据本专利技术的上述一个实施方式提供的一种亚波长的宽带柱面声波吸收体，所述共振器采用微穿孔板共振器、折叠型法布里
‑
珀罗共振器、亥姆霍兹共振器、多阶亥姆霍兹共振器或卷曲空间共振器。
[0012]根据本专利技术的上述一个实施方式提供的一种亚波长的宽带柱面声波吸收体，所述共振器为过阻尼态，吸收系数介于0.6 ~ 0.8之间。
[0013]根据本专利技术的上述一个实施方式提供的一种亚波长的宽带柱面声波吸收体，所述共振器颈部为长方体，正面开口呈矩形，开口面积为5 mm2~ 20 mm2，厚度为1 mm ~ 5 mm。
[0014]根据本专利技术的上述一个实施方式提供的一种亚波长的宽带柱面声波吸收体，所述吸收胞元外壁应具有足够机械刚性和声学刚性，其壁厚为1 mm ~ 3 mm。
[0015]根据本专利技术的上述一个实施方式提供的一种亚波长的宽带柱面声波吸收体，所述吸收胞元外壁的制备材料包括金属、树脂、木质材料。
[0016]借由上述技术方案，本专利技术至少具有下列优点：本专利技术的吸收体通过耦合多个具有不同共振频率的过阻尼共振原子，可高效地吸收宽带的全向辐射柱面声波。本专利技术具备亚波长、宽带高效吸收的特性，为低频噪声控制提供了一种可行办法。本专利技术声吸收体厚度远小于吸收频率对应波长，满足深度亚波长要求。本专利技术的声吸收体能高效地吸收频率范围为180 Hz~240 Hz(对应的波长厚度比为36.6~27.5)的柱面声波，针对柱面声源产生的辐射噪声具有良好的宽频带抑制作用。
[0017]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本专利技术实施例的一种宽带柱面波声吸收体的三维结构示意图；图2是本专利技术实施例的一种宽带柱面波声吸收体胞元的三维结构示意图；图3是本专利技术实施例的一种宽带柱面波声吸收体的吸收效果示意图，其中实线为声吸收体的吸收系数，虚线为胞元中各共振器的吸收系数。
实施方式
[0020]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]根据本专利技术所述的一种亚波长的宽带柱面声波吸收体，所述吸收体由N个吸收胞元环形阵列而成，4≤N≤20；其中，每一个所述吸收胞元包含M个具有不同共振频率的共振
器环形阵列而成，2≤M≤10；所述吸收胞元包括前面板一、后面板一、顶板一、底板一、左侧壁板一以及右侧壁板一，各个板之间相互连接，将胞元组成一封闭腔体；该封闭腔体由M
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1个隔板分隔以形成具有M个共振器的腔体，2≤M≤10在每个共振器的两块隔板之间的前面板一上均设有开口用以形成声学共振；每个所述吸收元胞元之间通过左侧壁板一及右侧壁板一相互连接以形成所述的吸收体。所述吸收胞元腔体为扇环形，对应圆心角为2
°
~ 8
°
，高度为20 mm ~ 100 mm。所述吸收胞元是由3D打印或注塑加工而成的一体式结构，或者使用机械加工方法得到。所述共振器采用微穿孔板共振器、折叠型法布里
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珀罗共振器、亥姆霍兹共振器、多阶亥姆霍兹共振器或卷曲空间共振器。所述共振器为过阻尼态，吸收系数介于0.6 ~ 0.8之间。所述共振器颈部为长方体，正面开口呈矩形，开口面积为5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种亚波长的宽带柱面声波吸收体，其特征在于，所述吸收体由N个吸收胞元环形阵列而成，4≤N≤20；其中，每一个所述吸收胞元包含M个具有不同共振频率的共振器环形阵列而成，2≤M≤10；所述吸收胞元包括前面板一、后面板一、顶板一、底板一、左侧壁板一以及右侧壁板一，各个板之间相互连接，将胞元组成一封闭腔体；该封闭腔体由M个隔板分隔以形成具有M个共振器的腔体，2≤M≤10；在每个共振器的两块隔板之间的前面板一上均设有开口用以形成声学共振；每个所述吸收元胞元之间通过左侧壁板一及右侧壁板一相互连接以形成所述的吸收体。2.根据权利要求1所述的亚波长的宽带柱面声波吸收体，其特征在于，所述封闭腔体由隔板一、隔板二以及隔板三分隔用以形成具有共振器一、共振器二、共振器三及共振器四的腔体结；在每个共振器的两块隔板之间的前面板一上均设有开口用以形成声学共振，由此四个共振器对应的前面板一上的开口依次为开口一、开口二、开口三及开口四。3.根据权利要求1所述的亚波长的宽带柱面声波吸收体，其特征在于，所述吸收胞元腔体为扇环形，对应圆心角为2
°
~ 8
°...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙厚友，刘晓峻，狄敏，姚志强，陆章其，
申请(专利权)人：江苏南大电子信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：