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微孔本身具有足够的声阻,同时兼有足够低的质量声抗,不需要填加任何多孔
性吸声材料,就可获得良好的宽带吸声,因而微穿孔结构在吸声和消声领域得到
了广泛的应用。近年来,随着材料及穿孔加工技术的发展和提高,微穿孔吸声结
构在国内外都得到进一步的发展和应用。
穿孔结构应用于管道中时,通常需要考虑高声强下的非线性效应及流过其表面
的切向气流或穿过小孔的偏流对声阻抗的影响。本文主要讨论了穿过小孔的偏流
对微穿孔板声阻抗的影响。
理论部分:以前研究偏流对穿孔结构声阻抗的影响,都是假设流体为不可压缩,
而在声波频率较高或声压级较高时流体的压缩性往往不能忽略。本文研究了考虑
流体压缩性情况下流动对穿孔声阻抗的影响;运用微扰法分析了平均偏流情况下
孔内粘滞效应的变化;分析了偏流对穿孔声质量末端修正的影响。
实验部分:本文利用真空泵流装置建立了存在偏流时穿孔板声阻抗率测量装
置,测量了一定频率范围内不同厚度、不同孔径的多孔穿孔板在不同偏流流速时
声阻抗率的变化,得出了存在偏流时穿孔板声阻抗与偏流流速、板厚及穿孔半径
之间的关系。
本文主要结论如下:
1)相对假设流体为不可压缩时偏流对穿孔结构声阻抗的影响,考虑流体压缩
性后偏流对穿孔结构声阻抗的影响变小。
2)存在偏流时,当偏流方向与声波传播方向一致时,穿孔声阻变小,偏流方
向与声波传播方向相反时,穿孔声阻变大。
3)当偏流方向与声波传播方向一致时,实验结果表明:穿孔声质量末端修正
值主要取决于流动雷诺数。当流动雷诺数小于某一临界值时,穿孔声质量末端修
正值随流速增大而降低;当流动雷诺数大于某一临界值时,穿孔声质量末端修正
值随流速增大而增大。
关键词:微穿孔板,声阻抗,偏流,声质量,末端修正