学术前沿 | 利用ABH-DVA抑制声学激励下板腔耦合系统中的声辐射

COMSOL 多物理场仿真技术 · 公众号 · · 2024-12-05 09:00

正文

ABH-DVA（附加声学黑洞基动态振动吸收器）是一种新型的被动结构振动抑制技术。通过结合动态振动吸收器（DVA）和声学黑洞（ABH）效应的优势，ABH-DVA在宽频带振动和噪声控制方面表现出优于等重对比物的性能。然而，配备ABH-DVA的板腔耦合系统中的噪声辐射抑制机制尚未得到充分研究。本文研究了在内腔声学激励下，集成EABH-DVA（基于ABH效应的圆形偏心振动吸收器）的板腔系统的噪声抑制性能和机制。EABH-DVA在宽频范围内实现了更强的声辐射抑制，优于其等重对比物。其抑制机制主要归因于两个因素：一是EABH-DVA子结构中结构模态阻尼的增强；二是由于EABH-DVA系统中宿主结构面板的模态形状重构，导致腔体-结构-辐射能量传递能力的降低。为了在EABH-DVA系统中更好地抑制高频的声辐射，本文提出了一种新设计，结合了嵌入式ABH板和ABH-DVA。本文为板-ABH-DVA-腔体系统的声辐射抑制提供了一个有前景的应用方向。

本文研究了在内腔声学激励作用下，集成EABH-DVA子结构的板腔系统中声辐射抑制机制。研究结果表明，EABH-DVA系统在宽频范围内对声辐射的抑制效果优于等厚度的UNI板系统和等质量的UNI-EM-DVA系统。然而，随着频率的增加，EABH-DVA系统在抑制效果上的提升受到一定限制。通过结合设计，协同嵌入ABH板和附加ABH子结构的方式，可以消除这一限制。

声辐射性能降低的基本机制可以归结为以下两个方面。首先，由于ABH结构的模态阻尼增强效应，当结构模态和腔体模态的数量接近时，UNI-EABH系统可以更好地抑制结构振动，从而减少声辐射。然而，随着频率的增加，EABH-DVA子结构与宿主结构之间的耦合能力有限，加上腔体模态数量的增加，结构振动逐渐主导，导致高频（本研究中为1000 Hz以上）的抑制效果受限。