基于COMSOL的智能夹层板声学性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

轻质夹层板易于辐射噪声，且隔声降噪频带窄，为解决此问题，本课题结合智能材料技术，将磁流变液引入到夹层结构中。磁流变液（Magnetorheological Fluid，简称MR流体）作为智能材料研究中较为活跃的一支，可谓理想的可控阻尼层材料。将磁流变液引入夹层板结构，利用磁流变液的声阻抗和阻尼可控特性，可以对夹层板结构的声学性能实现主、被动混合控制，从而提高噪声控制的可靠性，改善夹层板结构的低频隔声降噪能力，拓宽其隔声降噪频带，并减少控制系统的能量消耗。

本课题拟基于COMSOL软件，研究磁流变液夹层板的声学性能，考察不同磁流变液填充位置，不同磁流变液填充厚度下夹层板的声学性能，以为磁流变液夹层板的设计提供理论指导。

2. 国内外研究现状分析

唐等人^[2]通过实验研究了声音通过柔性电流变(er)层的传输，其中流体夹在两个塑料片之间，并且采用光栅电极的单面。周期性光栅电极提供近似平行于er层表面平面的电场，因此声音传播方向被视为垂直于电场。他们发现传输的声压级(spl)可以通过电场进行调制(降低或/和增大)。对于一种er材料，er层的固有谐振频率由er层的表面尺寸决定，谐振状态可以通过电场来调节。对于90 90 mm²的面尺寸，透射的spl倾向于随着电场的增大而增大，但是对于20 20 mm²的面尺寸，其倾向于随着电场的增大而减小，而对于40 40 mm²的面尺寸，其在较高频率处增大，而在较低频率处减小。实验结果可能与流体的粘弹性和er层上的复杂振动模式有关。因此他们认为所研究的薄er层可用于可调声学器件。

刘国强等人^[3]基于声波垂直入射的二维理论，利用有限元软件comsol建立的二维轴对称模型并结合结构参数进行了吸声特性分析，结果表明，在相同的穿孔率下，多层材料覆盖层吸声性能优于单层材料覆盖层，尤其在低频表现方面；随着穿孔率的增大，覆盖层的低频吸声性能得到明显的改善；增加表面厚度可整体提高覆盖层的吸声性能；选择合适的空腔结构对于覆盖层有重要作用。

其他研究概况详见附件文献综述。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

（1）学习声学基本知识，掌握常用的隔声方法与隔声性能评价。

4. 研究创新点

利用软件模拟的方法研究磁流变液夹层板的声学性能，有利于降低产品开发成本，缩短产品开发周期。