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学术前沿 | 微穿孔面板吸声器的优化与比较分析:结构和性能增强的研究

COMSOL 多物理场仿真技术  · 公众号  ·  · 2024-08-04 21:11

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本研究采用响应面法(RSM)研究了三种微孔板(MPP)吸收结构(简单、串联、并联),以扩大吸收带宽。通过阻抗管研究了125 ~ 3000 Hz范围内的平均正常吸声系数(SAC)。最后将阻抗管仿真结果与有限元法(FEM)和等效电路法(ECM)仿真结果进行了比较。样品制造涉及3D打印,具有优化的配置,显示扩展的吸收带宽。与非最佳状态相比,串联MPPs的平均吸收系数高1.5倍,单、并联MPPs的平均吸收系数高1.2倍。在最优状态下,串并联结构的吸声效果优于单结构,且孔直径对吸声效果的影响最大。值得注意的是,各种方法的系数与RSM预测的一致性。本研究强调了RSM的有效性,证明了在评估MPP吸收体时,数值、理论和实验模型之间的优化效益和一致性。

在本研究中,研究了三种MPP结构的声学特性,即单结构、串联结构和并联结构。利用RSM法确定了吸收体的最佳尺寸,并制作了最佳吸收体。然后在实验室环境中使用阻抗管评估其正常吸收系数。此外,采用有限元数值方法和ECM理论方法进行了预测评估,以估计正常吸收系数。最后,将所有三种方法得出的结果并置进行比较。总而言之:

与单结构相比,串联和并联结构具有更好的性能和更宽的吸收范围。

优化被证明是在研究约束条件下获得最优结果的合适方法。此外,实验室数据与rsm提供的模型之间的实质性一致性验证了该方法。

理论和数值预测方法与实验室结果之间存在显著的一致性,证实了这些方法在预测MPP吸收器性能方面的适用性,有可能取代昂贵的实验室方法。

该研究的局限性之一是缺乏对串并联组合或具有不同深度和分区的平行排列的探索,串联排列包含超过两层。这些途径可以提出作进一步调查。


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