专栏名称: COMSOL 多物理场仿真技术

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学术前沿 | 开槽泡沫铝的高效和宽带吸音性能

COMSOL 多物理场仿真技术 · 公众号 · · 2024-10-14 21:21

正文

为了提高泡沫铝的吸声性能，开发了一种开槽结构。首先，采用传递矩阵法建立了开槽泡沫铝吸声理论模型;其次，利用 COMSOL 软件建立有限元模型，预测吸声系数;通过阻抗管实验验证了理论模型和有限元模型的可靠性。通过分析内部声场来研究吸声机制。最后，研究了具有其他槽型的泡沫铝的吸声性能。此外，还研究了影响吸声性能的因素。结果表明，槽会改变材料内的声压分布，从而引起压力扩散效应。当声波通过狭窄的槽进入材料内部时，它们被槽侧面的基体材料吸收和消散。可以通过增加开槽泡沫铝的厚度、槽刻度和槽深来提高吸声系数。具体来说，当槽深为 15 mm，槽宽为 5 mm 时，未完全开槽泡沫铝在 1000 ∼ 6300 Hz 频率范围内的平均吸声系数为 0.86，可实现宽带吸声。随着槽深的增加，吸声峰变得更加明显。

本文建立了开槽铝泡沫材料的理论模型和有限元模型。通过阻抗管吸声实验，验证了这些模型的准确性。利用声压图和能量耗散图对开槽铝泡沫材料的内部声场进行了分析。此外，还探讨了各参数对开槽铝泡沫材料声学性能的影响。我们可以得出以下结论：

(1)模拟和理论吸声系数之间的RMSE为6.90%，PG-SAF为14.2%，IG-SAF为3.34%，I-SAF为5.33%。

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