基于组合微穿孔板的低频宽带吸声超材料研究

摘要

如何实现低频宽带吸声,一直是噪声控制工程领域亟待解决的问题之一,近年来声学超材料的迅速发展为此提供了新的解决思路.将拓宽单个峰值吸声带宽与引入第二阶吸收峰两种方式有效结合,基于组合微穿孔板提出了一种低频宽带吸声超材料,建立了组合微穿孔板吸声结构的吸声理论模型与数值仿真模型,分析了其低频宽带吸声机理.理论计算结果与数值计算结果吻合良好,验证了组合微穿孔板吸声结构的准确性.该吸声结构在低频范围产生双吸收峰,峰值都接近准完美吸声,同时具有两个较宽的吸声带宽,结构厚度满足亚波长尺度,展现出了良好的低频宽带吸声特性.最后,通过严格的参数设计,仅耦合两个吸声单元后在250～900 Hz范围内得到了一个连续的吸声频带,平均吸声系数达到0.86,此时结构最大厚度为70 mm.该吸声结构具有优异的低频宽带吸声特性以及丰富的可调性等特点,在噪声控制工程领域具有一定的应用前景.