噪声与振动控制

噪声与振动控制 ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (2): 34-39.

• 振动理论与数值解法 • 上一篇    下一篇

局域共振型空腔覆盖层的低频吸声机理及调控规律研究

王佳蓓，周浩   

  1. （海军工程大学兵器工程学院，武汉430033）
  • 收稿日期:2021-03-22 修回日期:2021-05-06 出版日期:2022-04-18 发布日期:2022-04-18

Study on Low Frequency Sound Absorption Mechanism and Regulation Laws of Local Resonant Cavity Coatings

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  • Received:2021-03-22 Revised:2021-05-06 Online:2022-04-18 Published:2022-04-18

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摘要： 声学覆盖层的低频吸声特性对潜艇声隐身性能具有重要影响。综合考虑空腔型覆盖层结构和局域共振型薄膜材料的低频吸声性能，建立局域共振型空腔覆盖层的有限元模型，研究复合结构在10 Hz～2 000 Hz频段内的吸声特性，并采用局域共振理论和模态分析揭示复合结构的吸声机理，进一步得到复合结构低频吸声性能的调控规律。研究结果表明：(1)在10 Hz～2 000 Hz频率范围内，相比空腔型覆盖层，复合结构的平均吸声系数提高到0.497；(2)复合结构的低频吸声机理为：通过下半部分空腔变形实现纵波向横波的转化，通过局域共振结构的反共振消耗声能，二者共同作用，提高吸声系数；(3)耦合产生的吸声峰峰值主要随覆盖层损耗因子的增大而增大，峰值频率主要随薄膜面积的增大而向高频移动。研究结果可为声学覆盖层的低频吸声特性设计提供理论指导。

关键词: 声学, 局域共振, 空腔覆盖层, 低频特性, 振动模态, 吸声系数