多孔介质隔声设备的设计与仿真开题报告

 2021-08-08 17:05:45

1. 研究目的与意义

众所周知噪声是科学研究和实际应用中所难以避免的污染,为了使各项科研成果得到更好的应用,隔声设备的出现在所难免。隔声是噪声控制的主要方法之一,它是通过改变声波的传输途径而达到降噪的目的。而通过多孔材料降噪是目前使用较多的方法之一。由多孔材料构成的吸声材料 , 能使大部分声波进入材料,进入该材料的声波在传播过程中逐渐消耗殆尽,从而具有很强的吸声能力。

2. 国内外研究现状分析

多孔介质声学是近几年发展起来的应用性很强的声学分支。它在地震勘探和石油勘探中都得到了很好的应用,这正是基于前人的实验理论支持。

1956年Biot提出流体饱和多孔介质声传播理论[9],理论中指出(1)在流体饱和多孔介质的固体骨架和孔隙流体中存在三种体声波:第一类纵波(或称P1波,其行为类似于固体中的纵波),第二类纵波(或称P2波),和横波(s波,其行为类似于固体中的横波);由于惯性和粘滞作用,骨架和孔隙流体中的这三种波总是相互耦合的。(2)三种体声波均为频散波(3)三种体波的波速、衰减均与多孔介质的性质有关;慢纵波的波速小于孔隙内流体中的波速,但其衰减比快纵波和横波的衰减大得多;在低频(频率远小于fc )时慢纵波表现为弥散波(热扩散波)[2]。该理论奠定了该声学分支的理论基础。1980 年Plona 用实验证实在流体饱和多孔介质中存在包括Biot慢纵波在内的三种体声波。对 Biot 理论的研究和应用起了巨大的推动作用[11]。同年,Berryman将Biot理论、SCT相结合,输入Plona实验的样品参数,计算了三种体声波的波速与孔隙度之间的关系,结果与Plona测量结果有很好的一致性[10]。Stoll将Biot理论中颇为抽象的弹性参数用人们习惯的、物理概念非常清楚的弹性参数表示出来,Berryman提供了计算空隙内无流体的多孔介质样品体变、切变模量的计算方法,Ogushwitz分析了Biot理论中所有参数的确定方法,Yamamoto的工作使Biot理论可应用于孔隙大小有一定分布的多孔介质。后来,人们对 Biot理论进行了多方面的修正、完善 。使其成为最成功的多孔介质声学理论。正是基于这些研究理论的不断进展,才使得多孔介质材料得到广泛应用。

3. 研究的基本内容与计划

本次研究主要想通过comsol软件研究同种情况下声波入射角对单层三聚氰胺泡沫材料吸声性能的影响以及单层三聚氰胺泡沫塑料在不同频率下声波的吸声情况。

首先先在comsol中完成建模,建立一个三维的长方体模型、一个球体模型。

整个实验大体可以分为以下几个部分:

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4. 研究创新点

本次研究维度采用三维建模,相对于二维,三维能够更加直观,更立体。而研究方法采用的是控制变量法,这种研究方法可以更加直观的反映各个因素对研究对象的影响,直接从实验结果中得到相应的结论。

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