每日新文 | 用于水下管道宽带降噪的超薄弧形保形超表面涂层

这篇文章介绍了一种新型的水下管道消声涂层设计，旨在减少流体填充管道的噪声。

研究背景： 流体填充管道系统在各种机械设备中普遍存在，流动的流体会引起振动，从而在管道内传播声波，产生流动噪声和喷射噪声。水下管道面临的挑战是在确保流体通过的同时降低低频噪声，因为声波可以轻易穿透管道传播到海域，且几乎没有损失。

设计方法： 提出了一种结合Fabry-Pèrot（FP）通道和Helmholtz共振腔结构的超薄弧形共形超表面水下消声涂层设计。该涂层设计通过将低频宽带吸声所需的厚度尺寸转移到管道的长度方向，从而显著减少涂层的厚度。利用固体结构的弹性与水介质的可压缩性相近的特性，增强结构与水下声波之间的耦合强度，提高薄层结构对低频声波的损耗能力。

设计特点： 通过在轴向上叠加和组合不同降噪频带性能优异的结构，设计了高阶吸声单元，实现了宽带消声性能。使用微孔结构代替宏孔结构，以避免沙石进入结构导致吸声性能失效。

实验验证： 使用行波管系统进行测试，测试频率范围为600-1040Hz，共选取了20个测量点，水温为20°C，测试压力为大气压。