微穿孔黏性超表面的低頻寬帶吸聲機理

摘要：針對傳統材料難以有效吸收低頻噪聲且帶寬較窄的問題,提出了一種微穿孔黏性超表面的低頻寬帶吸聲機理,并設計了多元胞超表面結構,其中每個元胞由微穿孔板和折疊背腔組成。首先利用有限元仿真和理論公式計算單個元胞的吸聲性能,并與傳統亥姆霍茲共振器結構進行對比,發現該結構具有優異的高階峰值,而且峰值帶寬增加約1倍,基于此提出了實現低頻和寬帶的機理;然后分析了典型結構參數對吸聲特性的影響規律,如吸聲面積比、小孔直徑及背腔深度等;最終通過多單元峰值間嚴格耦合,設計了由8個元胞組成的寬帶吸聲超表面。結果表明:吸聲超表面厚度僅為6 cm,在頻段550~2500 Hz范圍內實現連續優異的吸聲帶寬,平均吸聲系數高達90%以上。該結構具有厚度薄、頻帶寬且強度好等特點,在消聲室、工廠和航空等場合具有廣泛的應用前景。