每日新文 | 具有宽带吸声功能的半自相似分形蜂窝结构

VAOne声学仿真小本领 · 公众号 · · 2024-10-15 10:00

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文章简介

这篇文章介绍了一种新型的分形蜂窝结构吸声体，这种结构通过应用分形设计原理来改进传统的蜂窝型吸声体，从而显著提高了吸声频率带。文章的主要内容包括：

研究背景：蜂窝结构因其出色的吸声和承载能力而在工程应用中广泛使用。文章指出，蜂窝结构的背腔形状对其吸声性能至关重要。
结构设计：研究者使用分形设计原则重新设计了蜂窝结构吸声体，通过引入半自相似分形核心设计，结合了蜂窝结构和微孔板（MPP），并通过递归过程生成不同阶数的结构。
理论分析：通过理论预测和有限元模拟，验证了这种半自相似分形蜂窝吸声体的性能。研究表明，与单层一阶结构相比，双层二阶分形元素亥姆霍兹共振器的性能有显著提高。
实验验证：实验结果与理论预测非常一致，证实了分形设计方法可以显著增强吸声体的半吸收带宽，并且增加分形阶数可以进一步拓宽吸声频率带。

总的来说，这篇文章提出了一种新型的声学材料设计，通过分形几何学来优化蜂窝结构的吸声性能，使其在更宽的频率范围内有效吸收声音。

摘个要先：

蜂窝芯材料因其出色的吸声和承载能力而被广泛认可，并在工程应用中广泛使用。蜂窝结构吸声体的背腔形状对其吸声性能起着至关重要的作用。在该研究中，蜂窝结构吸声体利用分形设计原则进行了重新设计，从而改变了传统蜂窝型吸声体的声学特性，并显著提高了吸声频率带。半自相似分形蜂窝吸声体结构的理论预测通过有限元模拟和实验研究得到了验证，表现出显著的一致性。研究结果表明，与单层一阶结构相比，双层二阶分形元件亥姆霍兹共振器的性能显著提高。与传统蜂窝板结构相比，分形设计方法显著提高了吸声体的半吸收带宽，并且分形阶数的增加进一步拓宽了吸声频率带。通过分形共振器实现宽带吸收的创新不仅在先进蜂窝芯材料的设计中代表了一个新的方向，而且在噪声控制领域也具有很大的应用潜力。

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